自1987年美籍華人科學家鄧青雲等人發明薄膜有機發光二極管（OLED）以來，已成功用于平闆顯示器與照明。器件中單線态和三線态激子比例為1:3，為了充分利用其中的激子發光，發明了磷光OLED及熱活化延遲熒光。OLED發光層中的三線态激子往往會發生向傳輸層的逃逸，從而降低發光效率。為有效限域三線态激子，避免激子逃逸，理想的空穴傳輸材料和電子傳輸材料應該具有高的三線态能量。傳輸材料的三線态能量通常需要比發光材料高出0.5 eV以上。然而，三線态能量太高容易接近鍵離解能，導緻分子降解而表現出較差的穩定性，故分子的高三線态能量與分子的高穩定性無法同時實現。

針對此兩難問題，beat365人工微結構和介觀物理國家重點實驗室研究團隊設計了一種新的電子傳輸材料，其三線态能量比發光材料的低0.32eV，結果卻表現出優異的能量限域效應，且器件的壽命比常用材料TPBi（其三線态能量比發光材料高0.36eV）的高4.9倍。分析表明，這一反常結果源于電子傳輸材料異常長的三線态激子壽命（~0.2s），它可以長時間儲存激子，并通過吸熱能量轉移而表現出一種激子循環限域能力。研究團隊将其命名為長壽命三線态激子中轉庫（LTER）效應（圖1）。結果表明，低三線态能量和長壽命的結合提供了與高三線态能量類似的優異的激子限域能力，同時保證了極好的分子穩定性。這将成為解決高三線态能量和分子穩定性之間的兩難困境的可能途徑，并有望為突破藍光OLED的高效率和長壽命之間的困境提供一種新的分子設計範式。

近期，相關研究結果以“亞秒級長壽命三線态激子中轉庫實現高效穩定的有機電緻發光二極管”（Sub-second long lifetime triplet exciton reservoir for highly efficient and stable organic light-emitting diode）為題發表于《先進材料》（Advanced Materials).

圖1. 用于高效穩定有機發光二極管的亞秒級長壽命三線态線态激子中轉庫材料

beat365官方网站現代光學研究所2020級博士生唐振宇與2016級碩士生呂方為共同第一作者，人工微結構和介觀物理國家重點實驗室王樹峰副教授、陳志堅教授和肖立新教授為共同通訊作者，主要合作者有加拿大多倫多大學魏明楊博士、So Min Park博士及Pan Xia博士，北京綠人科技有限公司呂瑤研究員，清華大學張東東助理研究員，beat365官方网站現代光學研究所鄧勇開博士、曲波副教授、李焱教授及龔旗煌院士等。該工作得到了國家重點研發項目、國家自然科學基金、beat365長三角光電科學研究院及人工微結構和介觀物理國家重點實驗室的資助。

原文鍊接：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adma.202313746