近年来，有机发光二极管（OLEDs）作为下一代显示技术迅速发展，以其轻薄、可弯曲、透明、响应速度快等特性，在显示和照明领域有广泛的应用前景。特别是热激活延迟荧光（TADF）材料的出现，使OLED器件理论上能够实现100%的内量子效率（IQE），其原理是通过高效的反系间窜越（reverse intersystem crossing，RISC）过程，充分利用单重态（singlet）和三重态（triplet）的激子。然而，目前TADF材料在实际应用中仍面临一个关键问题：在高亮度下，器件的效率显著下降（效率滚降，efficiency roll-off），其根源在于反系间窜越速率（k_RISC）不足。

根据Fermi黄金法则可知影响k_RISC的两个关键因素是单重态与三重态之间的能量差（ΔE_ST）和自旋轨道耦合（SOC）强度。在这项研究中，团队通过连接含硒电子供体和三嗪受体设计了两个TADF分子。探究这两者之前的内在关系。

图1：分子设计策略及分子结构

本文中，团队成员通过有策略地在分子骨架上引入氰基部分，合成了两种含硒的D-A型发射体，即TRZSEID和CNTRZSEID，并系统地研究了它们的性质。发现同样的重原子效应对它们的光物理性质起着完全不同的作用。尽管两种分子有着相似的分子框架，但具有较大ΔE_ST的对照分子中的重原子效应对其光学性质产生负面影响，导致较低的光致发光量子产率(PLQY)和较弱的TADF特性。相比之下，具有较小ΔE_ST的分子表现出明显更好的光学特性，包括更高的PLQY、快得多的k_RISC，从而改善了器件性能。这项工作强调了一个小的ΔE_ST是重原子效应增强kRISC和优化TADF分子设计的先决条件。

图2：电致发光器件性能

相关成果以标题“The critical role of the small singlet-triplet energy gap in heavy-atom containing TADF emitters for high performance electroluminescence”（影响因子4.1，中科院JCR一区），深圳大学材料学院杨楚罗教练和邹洋副教授为本文的通讯作者。

论文信息：

标题：The critical role of the small singlet-triplet energy gap in heavy-atom containing TADF emitters for high performance electroluminescence

全文链接：https://doi.org/10.1016/j.dyepig.2025.112752