发展瓶颈

图1. BT.2020 标准（Adv. Sci. 2023, 2303504）

有机发光二极管（OLED）展示出高效率、高色准度、可柔性化等诸多优点，被广泛应用于智能手机、高端电视等显示领域。随着对超高分辨率显示的需求日益增加，2012年国际电信联盟宣布了新一代色域标准——BT.2020。BT.2020标准的色域覆盖了CIE色坐标75.8%的面积，并重新定义标准蓝、绿、红光的色坐标。为了实现BT.2020标准，高色纯度的OLED发射器的开发至关重要。OLED显示屏中，蓝光像素的耗电量占到屏体整体耗电量的一半左右，高效稳定的深蓝光材料与器件的研发始终是OLED技术发展中的重点和难点，成为限制OLED行业发展的瓶颈。

图2. 三代有机发光材料区别（Adv. Funct. Mater. 2018, 28, 43, 1802558.）

图3. DA-TADF与MR-TADF的特点（Adv. Optical. Mater. 2023, 2301732）

热激活延迟荧光（TADF）材料因其无需贵金属，能通过反向系间窜越（RISC）实现100%激子利用率，成为很有希望替代商业贵金属荧光粉的新一代OLED发光材料。基于多重共振效应的热激活延迟荧光（MR-TADF）材料展示出高效的窄带发射（≈20 nm），突破了色纯度的限制，由于其优秀的光物理与电致发光性能而受到广泛关注，成为理想的满足BT.2020标准的深蓝光材料。但由于MR-TADF OLED三重态激子寿命长，容易因为三重态激子湮灭导致效率滚降与器件稳定性降低。

技术攻关

图4. TADF敏化机制（Nat. Commun. 2023, 14,419 ）

为抑制效率滚降、提高器件稳定性，借助电荷转移的热激活延迟荧（DA-TADF）材料构建敏化MR-TADF OLED。TADF敏化剂作为激子的中转站，通过高效的RISC，将三重态激子转变为单重态激子，并通过Forster能量转移转变为MR-TADF单线态激子，降低MR-TADF发射体三重态激子的形成，有效的抑制三重态激子湮灭导致的效率滚降与器件稳定性降低。兼顾窄发射、高效RISC与Forster能量转移过程的深蓝光TADF敏化剂的研发，是构建符合BT.2020标准的高效稳定深蓝光敏化MR-TADF OLED的关键。

图5. 研究目标

基于刚性结构单元，构建TADF敏化剂，抑制振动弛豫，获得窄的半峰宽。通过对激发态能级调控，实现能级匹配获得高效RISC过程。结合官能团修饰，实现对激子动力学过程进行调控，增强Forster能量转移，减少MR-TADF发射体三重态激子的生成，从而抑制长寿命的三重态激子导致的湮灭。并以TADF材料为敏化剂、MR-TADF材料为发射体，开发符合BT.2020标准的高效稳定深蓝光敏化MR-TADF OLED。

主要技术指标参数

开发出具有自主知识产权的深蓝光TADF敏化剂材料；通过材料组合搭配筛选和器件工艺优化，实现满足BT.2020标准的高效稳定深蓝光敏化MR-TADF OLED。基于底发射构建的敏化MR-TADF OLED实现如下性能：最大外量子效率（EQEmax）＞32%，CIE-y<0.08，电流效率＞20 cd/A，在100 cd/m2亮度下能维持30%的EQE，并在1000 cd/m2亮度下效率滚降低于15%；在100 cd/m2亮度下，寿命LT80大于100小时。

图6. 项目实施路线

图7. 初步设计的部分深蓝光TADF敏化剂分子（R为官能团，D为给体单元，A为受体单元）

图8. 申请人所在单位的部分OLED研发相关实验设备

申请人采用刚性骨架与刚性给受体单元相结合，基于官能团的修饰、激发态能级匹配度的调控设计了一系列刚性深蓝光TADF敏化剂分子。目前已合成并提纯部分深蓝光TADF敏化剂，将在后续进行光物理与器件性能表征，构建深蓝光敏化MR-OLED。系统地获得官能团的修饰、激发态能级匹配度的调控对TADF敏化剂的结构与性能的影响；并深入探究结构与性能的内在联系，揭示高性能TADF敏化剂的发光机理与设计方法，为新型高效深蓝光TADF敏化剂的开发提供指导。

申请人所在单位——厦门稀土材料研究所具有完善的合成条件、测试、表征设备和手段，单位拥有配备国际先进的光物理测试平台、器件制备与测试系统的超净实验室，具备完善的光物理与器件表征测试条件。这些条件为本项目的实施奠定了良好的软、硬件基础，完全可以满足本项目研究工作开展的需求。申请人所在项目组拥有职工与研究生十人左右长期致力于有机电致发光材料与器件的研究，在有机电致发光材料的设计合成、发光机理、性能表征以及器件制备等方面具有丰富的研究经验，并在顶级期刊发表了一系列研究成果。

该项目研发成果可应用于中小尺寸的显示场景：智能手机、IT(笔记本电脑、平板电脑)、车载、穿戴等领域，实现符合BT.2020标准的超高清广色域显示。

OLED显示屏的红绿蓝三基色像素中，蓝光像素的耗电量占到屏体整体耗电量的一半左右，深蓝光OLED的研发始终是OLED技术发展中的重点和难点。目前商业深蓝光荧光OLED是基于传统荧光材料，虽然器件稳定性高，但是激子利用率低，器件效率低。尽管基于贵金属配合物的深蓝光磷光OLED在效率上很有优势，但由于器件稳定性较差，总体上离商业化差距还是很大。高效稳定的深蓝光材料与器件的研发缓慢，成为限制OLED行业发展的瓶颈。并且深蓝光传统荧光与磷光配合物材料的专利知识产权被美日韩等国垄断。

以TADF材料为敏化剂、MR-TADF材料为发射体开发高效稳定的高色纯度深蓝光敏化MR-TADF OLED对于进一步提升OLED显示性能，开发出新一代符合BT.2020标准的超高清广色域显示产品具有很高的研究与应用价值。并且是目前OLED研究领域极其重要与挑战性的方向，与突破贵金属磷光材料技术瓶颈和专利壁垒的重要途径。

该项目以高效稳定的深蓝光TADF敏化剂的开发为目标，助力符合BT.2020标准的高效稳定深蓝光敏化MR-TADF OLED的构建，有利于推进国内OLED产业升级，摆脱国外材料厂家的技术封锁与产品依赖。

申请人所在项目组拥有职工与研究生十人左右长期致力于有机电致发光材料与器件的研究，在有机电致发光材料的设计合成、发光机理、性能表征以及器件制备等方面具有丰富的研究经验，并在顶级期刊发表了一系列研究成果。申请人目前有主要以下几个需求：

（1）申请人所在项目组主要致力于深蓝光TADF敏化剂与MR-TADF材料的开发。由于在有机电致发光材料与器件的研究投入的人力较多，目前材料合成所需的药品原料、催化剂、仪器设备（加热台、旋转蒸发仪之类）、器件传输层材料等需要增加采购，以加快材料合成与器件开发的进度。

（2）并且目前新型TADF敏化剂与MR-TADF材料的分子量均超过一千多毫克每毫摩尔，对真空升华仪的气密性与真空度有很高的要求。申请人所在项目组现在拥有的真空升华仪较为老旧，需要对其进行升级，以获得纯度达到制备OLED所需要的材料纯度（99.5%以上）。