研究人員研究的機制涉及氫原子的可逆轉移 - 即其陽離子核的轉移 - 從發射分子中的一個原子轉移到同一分子中的另一個原子，以產生有利于熱激活延遲熒光（TADF）的環境。

 

　　對TADF材料進行的當前分子設計主要集中在供體和受體單元的結合。但是日本九州大學有機光子與電子研究中心（OPERA）的研究人員提出了一種基于激發態分子內質子轉移（ESIPT）的方法來實現有效的TADF，而不依賴于上述供體 - 受體方案。

 

　　當發射分子被光學或電能激發時，就會自發發生ESIPT。

　　研究人員進行的量子化學計算表明，在轉移氫原子之前，TADF是不可能發生的。在氫轉移到同個分子中的不同原子之后，這就形成了能夠產生TADF的分子結構。在分子發射出光后，氫轉移回其初始原子。然后該分子就準備開始重復該過程。

 

　　ESIPT導致最高占有和最低未占分子軌道的分離，從而實現TADF發射的發光效率接近60%。使用該發射極的OLEDs的高外部電致發光量子效率高達14%，表明使用基于ESIPT的TADF材料可以實現有效的triplet harvesting效應。

 

　　研究人員表示，這是在設備內部和外部觀察到的高效TADF的首次演示。

 

　　此次研究中使用的分子最初被合成用于產生吸光顏料。

 

　　這項研究可以擴大和加快用于高性能OLEDs的各種TADF材料的開發。

 

　　目前才剛開始探索有關此次設計戰略的優勢，但是其中一個特別有前景的領域與其穩定性有關。已知與此次所研究的分子類似的分子對退化具有很高的抗性，所以研究人員希望這些分子能有助于改善OLEDs的使用壽命。

 

　　該研究發表在開放式期刊ACS Central Science上。（文/Oscar譯）