在这项工作中，作者证明了以新型铈(III)配合物Ce-1为发射体的深蓝色有机发光二极管(OLED)具有很高的外部量子效率(EQE)，可以实现100%激子利用率(EUE)。铈(III)配合物具有短的激发态寿命，可调节的发射光谱和低成本，具有开发具有高效率和长期稳定性的深蓝色OLED的潜力，并且可以扩展到全彩色OLED。

与传统显示技术相比，有机发光二极管(OLED)具有许多优势，例如高对比度，色彩丰富，视角大，重量轻，柔韧性好等。到目前为止，OLED已在小众显示器市场上成功实现了商业化，并且正针对固态照明等其他应用进行深入研究。

在过去的三十年中，由于追求高效，长期稳定性和低成本OLED，荧光，磷光，热活化延迟荧光(TADF)和有机自由基材料随后被用作发光体。作为OLED中一种新型的发射极，铈(III)配合物具有许多潜在的优势。首先，作者提出理论上的激子利用效率(EUE)可能高达100%，因为铈(III)配合物从铈(III)中心的单电子显示出双峰5d-4f跃迁(4f1构型) )离子，而不是单重态和/或三重态跃迁，这将不受自旋统计量的限制。

第二，铈(III)配合物有望在OLED中更稳定，因为它们的激发态寿命通常为数十纳秒。第三，铈(III)配合物是固有的蓝色或紫外线发射体，如文献所示，尽管其发射颜色在理论上可能会受到配体场的影响。此外，铈(III)配合物便宜，因为地壳中铈的丰度为0.006 wt%，比铱(0.0000001 wt%)高四个数量级，甚至比铜(0.005 wt%)略高。 )。因此，铈(III)配合物具有开发高效率，长期稳定性和低成本的深蓝色OLED的潜力。

但是，大多数报道的铈(III)配合物是非发射性的，因为发现经典配体和溶剂分子可在配位时猝灭铈(III)离子发光。因此，对铈(III)配合物的电致发光研究非常少见，其优点尚未得到证实。迄今为止，文献中仅存在三个铈(III)配合物电致发光研究的实例。在这些示例中，最佳结果的最大外部量子效率(EQE)低于1%。作为一项突破，作者报告了一种新颖的中性铈(III)配合物Ce-1，具有刚性的蝎形配体，在掺杂膜中显示高达93%的高光致发光量子产率(PLQY)，因此原型中的平均EQE高达12.4% OLED。

通过在四氢呋喃(THF)中搅拌氢化三(3,5-二甲基吡唑基)硼酸钾(KTpMe 2)与Ce(CF 3 SO 3)3并伴随水解，因为其中含有微量的水，从而合成了Ce-1 。溶剂。通过两个多齿刚性配体的螯合配位，有效保护了铈(III)中心离子免受环境猝灭的影响。Ce-1粉末发出深蓝光，光谱显示典型的铈(III)离子双峰发射，激发态寿命为42纳秒。其粉末的PLQY高达82%。

关于Ce-1的电致发光性能，本文首先使用双极BCPO作为基质材料。通过测试发光层的PLQY和取向比(BCPO：Ce-1)以及器件的EQE，推论出器件中Ce-1的EUE高达100%。随后，本文采用TSPO1：CzSi作为基质材料，将掺杂膜的PLQY大大提高到93%，最终，优化器件的最大EQE达到14%，最大亮度为1008 cd m -2。该设备的国际照明委员会(CIE)坐标为(0.146，0.078)。

本文还研究了光致发光和电致发光的机理。首先，Ce-1粉末的电子顺磁共振(EPR)光谱证实Ce-1是顺磁性的。密度泛函理论(DFT)计算还表明，第一个对称允许跃迁的供体和受体被识别为中心铈(III)离子的4f和5d轨道。激发态寿命为数十纳秒，并且双发射峰的能量差为〜2000 cm -1还表明深蓝光来自铈(III)离子的双峰5d-4f跃迁。通过将器件的电致发光光谱与相应的掺杂膜的光致发光光谱以及瞬态电致发光光谱进行比较，可以推断出载流子的重组发生在Ce-1络合物上，而不是在基质材料上。在进一步分析器件的开启电压以及配体与中心离子之间的带隙的基础上，本文得出结论，铈(III)离子可以直接捕获电子/空穴，从而形成双态激子并发射出深能级的激子。蓝光。