2021年氘代化合物产品在OLED蓝光材料应用前景分析
OLED 技术的发光原理是通过载流子注入和复合而导致有机材料发光，具体包括五个基本阶段，①载流子注入：在外加电场作用下，电子和空穴分别从阴极和阳极向夹在电极之间的有机功能层注入。 ②载流子传输：注入的电子和空穴分别从电子传输层和空穴传输层向发光层迁移。：③载流子复合：电子和空穴注入到发光层后，在库伦力作用下形成一对电子空穴对，即激子。 ④激子迁移：由于电子和空穴传输的不平衡，激子的主要形成区域通常不会覆盖整个发光层，因而它会沿浓度的梯度方向扩散迁移。⑤激子辐射退激发出光子：激子由高能态辐射跃迁回到基态，发出光子，释放能量。其中， 如果激子由单重态回到基态，则发出荧光，如果从三重态回到基态，则发出磷光。
OLED（有机发光二极管）的发光过程图
来源：CNKI
磷光效率远高于荧光。分子处于最稳定状态时称之为“基态”，用S0表示，当分子吸收能量被激发后，分子中的电子也将被激发到较高能级中去，若此时电子的自旋态与基态时一致，称之为激发单重态，根据能级大小用S1、S2、S3表示；若电子自旋态发生改变，则称之为激发三重态，根据能级大小用T1、T2、T3表示。同时，S1和T1之间也能转换，电子在S1能级时，能通过系间窜越（ISC）过程达到T1。在电注入的形式下，电子被激发到T1的概率可以达到75%，而被激发到S1的概率仅为25%，若发光材料的系间窜越效率很高，那么基于磷光的OLED材料的量子效率理论上可以达到100%。由于在发光效率上存在显著优势，目前的研究热点集中于基于OLED磷光材料的研究。
同一分子的S0 、S1 、T1 态的势能曲线图
来源：CNKI
引入氘原子能够有效提高磷光 材料的量子效率 。为了提高 OLED 的发光效率，主要的手段是提高发光材料的辐射跃迁速率，降低非辐射跃迁速率。在众多方法中，引入氘（D）原子是一个非常有效的方法。由于“重原子效应”，在发光材料中引入氘原子后，发光分子的自旋轨道耦合作用将得到增强，这将会增加分子中电子系间窜越（ISC）的能力，从而有利于磷光的产生，增加其量子效率。通过引入氘原子，发光分子铱配合物的红外光谱向低场移动，从而减小了激发过程中的能量耗散，利于量子效率的提高。
引入氘原子能够提高磷光材料中蓝光发光效率，并增加器件稳定性和寿命 。相比与红光和绿光磷光材料，对于蓝光磷光材料的研究迟迟未有进展，主要是由于蓝光磷光材料的非辐射跃迁速率较大引起的。因此，引入氘原子策略是解决蓝光磷光材料效率较低的一个很好的方法。此外，在引入氘原子后，由于碳-氘键的键长较短，键能较大，发光材料的能量会降低，从而使得发光器件的稳定性和寿命都得到显著增强。
