作為有機顯示和照明技術的核心部件之一，藍色有機發光二極體（OLED）一直面臨著效率和穩定性的雙重挑戰。 目前市售的藍色OLED效能相對較低，需要技術突破才能提高其效率和壽命。 熱活化延遲螢光（TADF）材料因其純有機、高效率而備受關注。 然而，TADF材料在穩定性方面仍難以滿足商業要求，尤其是在藍光區域。 因此，研究人員一直在探索如何提高TADF材料的效率和穩定性。
清華大學有機光電子與分子工程教育部重點實驗室段蓮教授和助理研究員張東東教授團隊致力於提高藍色OLED的效能。 他們首次通過採用全氘取代策略，成功地用氘原子取代了Tadf分子中的所有氫原子，從而提高了藍色Tadfoled器件的效率和壽命。 通過這項研究，希望能夠超越現有藍光磷光OLED的效能，為OLED顯示與照明領域帶來新的發展機遇。
在這項研究中，研究團隊通過水熱合成方法將Tadf分子中的所有氫原子替換為氘原子，成功開發了一種完全氘化的藍色Tadf分子。 該策略的核心思想是通過抑制分子的高頻振動來減少振動耦合，降低化學鍵的無輻射躍遷速率和解離概率，從而提高器件的外部量子效率和壽命。 此外，完全氘化的分子還可以實現發射光譜的藍移和變窄，提高能量轉移速率，從而實現高顏色純度的深藍光TADF器件的製備。 通過對完全氘化和非氘化分子的詳細光物理表徵，研究團隊發現，完全氘化分子在光致發光量子產率、光化學穩定性和螢光共振能量傳遞效率方面都有顯著提高。
實驗驗證，敏化裝置中完全氘化的TADF分子的最大外部量子效率達到331%。此外，完全氘代的TADF分子的器件壽命也得到了顯著提高，從1000 Cd M2初始亮度（LT80）提高到1365小時。 與非氘代OLED器件相比，全氘代TADF分子的器件效能明顯提公升，超過了南韓三星報道的磷光材料（BD-02）。 通過TSF策略，研究團隊還成功實現了高色彩純度的深藍光TADF器件的製造。
該研究工作不僅為TadF分子的設計和優化提供了新的視角，也為實現更高效、更穩定的藍色OLED器件開闢了一條新途徑。 全氘代TADF分子的成功研製將進一步推動有機發光技術的發展，對藍光TADF材料的工業化應用具有重要意義。 未來，研究人員將繼續探索TADF分子和完全氘代TADF分子在OLED器件中的應用，進一步提高器件的效率和穩定性，並推動該技術的商業化。
藍色OLED技術是有機發光技術領域的重要研究方向之一。 清華大學有機光電子與分子工程教育部重點實驗室段連教授和張東東研究員研究團隊通過全氘置換策略在藍蒲蒲領域取得重要進展。 他們成功開發了使用完全氘代TADF分子的高效穩定的藍光TADF器件。 本研究為藍色OLED的發展帶來了新的機遇，為實現更高效、更穩定的有機發光器件奠定了基礎。 研究成果已發表在《自然光子學》雜誌上。
該研究的第一作者是清華大學化學系的黃天宇博士，共同通訊作者是清華大學化學系的助理研究員張東東和段連教授。 研究團隊還包括清華大學化學系的王琦、張海、張躍偉等人，以及北京大學化學與分子工程學院的詹戈博士。 該研究得到了國家自然科學傑出青年計畫和科技部國家重點研發計畫的支援。
通過全氘取代策略，研究團隊成功地用氘原子取代了TADF分子中的所有氫原子。 該策略有效地抑制了分子的高頻振動，降低了無輻射躍遷速率和化學鍵解離的概率，從而提高了器件的外部量子效率和壽命。 敏化裝置中完全氘化的TADF分子表現出的最大外部量子效率為331%，裝置的壽命增加到 1365 小時。 與非氘代OLED器件相比，全氘代TADF分子的器件效能有了顯著提公升，並超過了三星在南韓報道的磷光材料。
通過對全氘化和非氘化分子的光物理性質的詳細分析，研究團隊發現全氘分子在光致發光量子產率（PLQY）和光化學穩定性方面有顯著改善。 此外，還發現完全氘化的分子可以實現藍移和變窄發射光譜，從而提高能量轉移速率，實現高顏色純度的深藍色TADF器件的製備。
本研究通過全氘替代策略在藍蟎領域取得了重要突破。 全氘代TADF分子的研製不僅提高了藍色Tadfoled器件的效率和壽命，也為有機發光顯示器和照明的進一步發展提供了新的方向。 該研究成果的實現將促進藍色OLED技術的商業化，並有助於實現更高效、更穩定的有機發光器件。
未來，研究團隊將繼續探索TADF分子的設計和優化，以進一步提高藍色Tadfoled器件的效能。 他們將繼續研究全氘代TADF分子及其在器件中的應用，探索更多的新材料和新技術，推動有機發光技術的發展。 同時，他們還將致力於解決TADF材料的穩定性問題，進一步提高器件的壽命，實現有機發光技術的商業化應用。