兼具高迁移率和高发光效率的有机半导体材料在光电器件上具有广阔的应用前景，包括有机发光二极管（OLED）、有机场效应发光晶体管及有机电泵浦激光器等，但是开发同时具有高迁移率和高发光效率的材料存在很大挑战，目前文献报道的材料种类较少，且大多数材料为普通荧光材料或三线态-三线态上转换发光材料，对激子的利用率较低，其在OLED器件中的效率低下。因此，开发新型的兼具高激子利用率、高迁移率和高发光效率的有机半导体材料有重要意义。

图1. A) 分子化学结构及晶体构型；B) 分子晶体堆积构型；C) AICD及NICS计算结果；D) 静电势分析; E) TCO-1的S₁和T₁态的自然跃迁轨道分析

图2. 器件结构A)和B)，能级及功能层分子结构；C) 基于结构A的电流密度-电压-亮度图; D) 外量子效率-亮度图 (x = 100, y = 10); E) 外量子效率随功能层厚度变化曲线; F) 基于结构B的电流密度-电压-亮度图; G) 外量子效率-亮度图; H) 非掺杂TCO-1厚发光层和薄发光层器件的工作寿命对比图; D)和G)图中的插图: 5V处的EL光谱和FCO-1的器件照片

  为了发挥该系列材料高迁移率的优势，作者制备了器件结构简化的厚发光层OLED器件（ITO/MoO₃(6 nm)/mCBP (10 nm)/EML/SF3TRZ(10 nm)/Liq (2 nm)/Al），FCO-1和TCO-1在器件中同时发挥发光材料和传输材料的作用。以FCO-1为例，在发光层厚度为100 nm时，非掺杂器件的最大外量子效率维持在22.6%，在1000 cd/m²亮度下的效率滚降仅为7.1%；同时，通过对发光层厚度进行精细调控，在60到180 nm范围内，外量子效率均可维持在20%左右，这种对发光层厚度较低的敏感性主要得益于快速的载流子迁移带来的高效的载流子复合。基于该结构的敏化器件也有优异的性能表现，以TCO-1敏化v-DABNA窄光谱发光客体的CIE色坐标为（0.15，0.27），最大外量子效率可达23.2%，在1000 cd/m²亮度下仍可维持在22.1%，且在该亮度下测得的LT₅₀也达到了144.5 h。此外，得益于厚发光层带来的宽的复合区和低的激子密度，和薄发光层器件相比，厚发光层器件的使用寿命得到了显著的提升，体现了厚发光层器件潜在的应用潜力。

  原文链接：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adfm.202401434