作为有机显示和照明技术的核心部件之一，蓝色有机发光二极管（OLED）一直面临着效率和稳定性的双重挑战。 目前市售的蓝色OLED性能相对较低，需要技术突破才能提高其效率和寿命。 热活化延迟荧光（TADF）材料因其纯有机、高效率而备受关注。 然而，TADF材料在稳定性方面仍难以满足商业要求，尤其是在蓝光区域。 因此，研究人员一直在探索如何提高TADF材料的效率和稳定性。
清华大学有机光电子与分子工程教育部重点实验室段莲教授和助理研究员张东东教授团队致力于提高蓝色OLED的性能。 他们首次通过采用全氘取代策略，成功地用氘原子取代了Tadf分子中的所有氢原子，从而提高了蓝色Tadfoled器件的效率和寿命。 通过这项研究，希望能够超越现有蓝光磷光OLED的性能，为OLED显示与照明领域带来新的发展机遇。
在这项研究中，研究团队通过水热合成方法将Tadf分子中的所有氢原子替换为氘原子，成功开发了一种完全氘化的蓝色Tadf分子。 该策略的核心思想是通过抑制分子的高频振动来减少振动耦合，降低化学键的无辐射跃迁速率和解离概率，从而提高器件的外部量子效率和寿命。 此外，完全氘化的分子还可以实现发射光谱的蓝移和变窄，提高能量转移速率，从而实现高颜色纯度的深蓝光TADF器件的制备。 通过对完全氘化和非氘化分子的详细光物理表征，研究团队发现，完全氘化分子在光致发光量子产率、光化学稳定性和荧光共振能量传递效率方面都有显著提高。
实验验证，敏化装置中完全氘化的TADF分子的最大外部量子效率达到331%。此外，完全氘代的TADF分子的器件寿命也得到了显著提高，从1000 Cd M2初始亮度（LT80）提高到1365小时。 与非氘代OLED器件相比，全氘代TADF分子的器件性能明显提升，超过了韩国三星报道的磷光材料（BD-02）。 通过TSF策略，研究团队还成功实现了高色彩纯度的深蓝光TADF器件的制造。
该研究工作不仅为TadF分子的设计和优化提供了新的视角，也为实现更高效、更稳定的蓝色OLED器件开辟了一条新途径。 全氘代TADF分子的成功研制将进一步推动有机发光技术的发展，对蓝光TADF材料的工业化应用具有重要意义。 未来，研究人员将继续探索TADF分子和完全氘代TADF分子在OLED器件中的应用，进一步提高器件的效率和稳定性，并推动该技术的商业化。
蓝色OLED技术是有机发光技术领域的重要研究方向之一。 清华大学有机光电子与分子工程教育部重点实验室段连教授和张东东研究员研究团队通过全氘置换策略在蓝蒲蒲领域取得重要进展。 他们成功开发了使用完全氘代TADF分子的高效稳定的蓝光TADF器件。 本研究为蓝色OLED的发展带来了新的机遇，为实现更高效、更稳定的有机发光器件奠定了基础。 研究成果已发表在《自然光子学》杂志上。
该研究的第一作者是清华大学化学系的黄天宇博士，共同通讯作者是清华大学化学系的助理研究员张东东和段连教授。 研究团队还包括清华大学化学系的王琦、张海、张跃伟等人，以及北京大学化学与分子工程学院的詹戈博士。 该研究得到了国家自然科学杰出青年计划和科技部国家重点研发计划的支持。
通过全氘取代策略，研究团队成功地用氘原子取代了TADF分子中的所有氢原子。 该策略有效地抑制了分子的高频振动，降低了无辐射跃迁速率和化学键解离的概率，从而提高了器件的外部量子效率和寿命。 敏化装置中完全氘化的TADF分子表现出的最大外部量子效率为331%，设备的寿命增加到 1365 小时。 与非氘代OLED器件相比，全氘代TADF分子的器件性能有了显著提升，并超过了三星在韩国报道的磷光材料。
通过对全氘化和非氘化分子的光物理性质的详细分析，研究团队发现全氘分子在光致发光量子产率（PLQY）和光化学稳定性方面有显著改善。 此外，还发现完全氘化的分子可以实现蓝移和变窄发射光谱，从而提高能量转移速率，实现高颜色纯度的深蓝色TADF器件的制备。
本研究通过全氘替代策略在蓝螨领域取得了重要突破。 全氘代TADF分子的研制不仅提高了蓝色Tadfoled器件的效率和寿命，也为有机发光显示器和照明的进一步发展提供了新的方向。 该研究成果的实现将促进蓝色OLED技术的商业化，并有助于实现更高效、更稳定的有机发光器件。
未来，研究团队将继续探索TADF分子的设计和优化，以进一步提高蓝色Tadfoled器件的性能。 他们将继续研究全氘代TADF分子及其在器件中的应用，探索更多的新材料和新技术，推动有机发光技术的发展。 同时，他们还将致力于解决TADF材料的稳定性问题，进一步提高器件的寿命，实现有机发光技术的商业化应用。