OLED是一种利用多层有机薄膜结构产生电致发光的器件，与传统的LCD显示技术相比，它具有亮度高、功耗低、响应快、清晰度高、柔性好、发光效率高等优点，能满足消费者对显示技术的新需求，被认为是未来显示技术的发展方向。

OLED的发光原理是在电场的作用下，阳极产生的空穴和阴极产生的电子发生移动，分别向空穴传输层和电子传输层注入，迁移到发光层。当二者在发光层相遇时，产生能量激子，然后通过激子的辐射跃迁发出光子最终产生可见光。

OLED主体发光材料分为三种——蓝色、红色和绿色OLED发光材料。它们共同决定OLED自发光的性能和使用寿命。OLED发光材料发展至今已历经三代进化：第一代为荧光材料，发光效率为25%；第二代为磷光材料，发光效率理论上已接近100%；第三代发光技术为热活化延迟荧光材料（TADF），目前仍在研发阶段，尚未实现商业化。

如今，红色和绿色OLED磷光材料已经实现量产，但是蓝色OLED磷光材料在色彩纯度和使用稳定性上仍存在一定缺陷，因此在商业化的OLED产品中普遍使用的仍是蓝色荧光材料，导致整体的OLED器件发光效率和使用寿命达不到理想水平。

氘是氢的同位素，由一个质子、一个中子和一个电子组成。氘在自然界中的丰度很低，约占所有氢原子的0.015%。由于氘具有比普通氢更大的原子质量，它与其他元素形成的化学键也更加稳定。这一特性使得氘在核磁共振、生物医药、光电显示等领域有着广泛的应用。

近日，清华大学深圳国际研究生院材料研究所发文，介绍了一种在亚原子水平上对给体和受体单元进行靶向氘化，提高TADF发射体的稳定性和抗光降解能力，进而提高OLED器件稳定性的策略方法。

研究团队设计了一系列以二苯胺（DPA）和氧桥三芳基硼（BO）为给体和受体单元的TADF化合物，通过对给体和受体单元进行不同程度氘化形成同位素类似物，全面研究氘化对分子的光物理行为、内在稳定性和器件操作稳定性的影响。通过比较化合物在溶液、纯膜和掺杂膜中的吸收、发射和稳定性等特性，发现氘代同位素类似物的光稳定性随着氘化程度增加而增加，证实了C-D键对维持分子稳定性起到加成效应。值得一提的是，团队的研究结果证明，受体的氘化有助于延长器件寿命：在初始亮度1000cd/m2条件下，DPA-BO的LT90（90%初始亮度寿命）为12小时，d-DPA-BO（仅氘化供体）的LT90为15小时，DPA-d-BO的LT90为19小时，而d-DPA-d-BO（氘化受体和供体）的LT90达到了23小时，与仅使用BN3为发光材料的器件相比提高了20倍。此外，研究团队还将这些同位素类似物作为敏化剂掺杂在其他荧光或磷光发光材料中，制备成了TADF敏化型OLED器件，并且观察到器件的运行稳定性随着氘化程度增加而提高。

合成化合物的分子结构和表征。

a 所研究的 TADF 发射体的化学结构。 b H NMR 叠加光谱。13 C NMR 叠加光谱

在此之前，日本九州大学的Chihaya Adachi团队在研究含同位素的主体材料对热活化延迟荧光有机发光二极管（TADF-OLEDs）器件稳定性的影响时发现，氘代能够提升材料的无定形特性，且氘化后的主体材料薄膜密度高于未氘化的薄膜，从而带来了更平衡的载流子传输性质。因此，主体材料氘化可以显著提高OLED器件的稳定性和使用寿命。

综上，亚原子水平的靶向氘化为解决磷光材料效率低下、稳定性差提供了很好的解决方案，引入氘原子后，C-D键键长短、键能大，发光材料的能量降低，使得发光器件的稳定性和寿命得到显著提高，满足现代显示技术对高清晰度、高色彩还原度、低功耗等方面的高要求。

【参考文献】

1.Isotope Effect of Host Material on Device Stability of Thermally Activated Delayed Fluorescence Organic Light-Emitting Diodes

2.Enhancing operational stability of OLEDs based on subatomic modified thermally activated delayed fluorescence compounds