智能OLED荧光材料在外部刺激时改变发光颜色

控制发光系统中，激发电子态仍然是荧光和磷光染料开发中的巨大挑战。现在，日本的科学家已经开发出一种独特的有机荧光团，它可以在外部刺激时改变其发光颜色而不会降低效率。该研究通过固态物质的简单相变来解释这种行为，并且认为这种机理可能与智能OLED等光电应用中的机理相关。

虽然发光是一种被广泛研究的物理现象，并且其理论基础已被充分理解，但具有突出功能的新颜料和染料的开发却并不简单。固态材料的相变可以淬灭荧光，并且OLED应用中的发光材料也很容易老化。现在，日本福冈九州大学的Takuma Yasuda研究小组合成了一种绿色发光颜料，它在受到外部刺激时，会显现显著的颜色变化，最终发出橙色的荧光，另外,这一过程中研究者并没有观察到发光效率的损失。这类一种颜料的双色发光行为可能对智能光电子系统和传感器系统的开发非常有用。

为了获得有效的发光系统，科学家们越来越关注激发态和电子跃迁：当物质被其他波长或电能的光激发时，电子跃迁越清晰和明确，光的发射效率也会越高。另一方面，分子结构的扰动可以触发非辐射弛豫，结果就是丢失掉大多数的荧光。在这里，Yasuda和他的研究小组发现，他们结合众所周知的发光色团所合成的荧光团具有细长且相对简单的对称结构，在改变固态形态时可以将其发光颜色在橙色和绿色之间切换。

作者用X射线晶体学分析和理论计算证实了他们的发现。他们发现，与结晶相相比，非晶相保持略微松弛的激发态。这可以通过分子中的扭曲来解释，当晶体结构被破坏时，该扭曲发生在不同的角度。因此，从该非晶相激发态发射的光的波长比从晶相激发态发射的光的波长更长。

来自不同固相的这种双色发射可用于复杂的光电子和传感器应用。这位日本作者发现，当沉积为薄膜时，该物质会发出橙色荧光，但当该薄膜退火后，即保持高温并再次冷却，这种颜色又会变成绿色。然后他们划伤退火的薄膜，发现橙色荧光正好在刮痕处，通过这种方式，他们甚至可以用橙色荧光写字。

要求更为苛刻的应用是有机发光器件OLED。夹在OLED结构中，该化合物显示出明亮的电致发光，当处于结晶相时呈绿色，而处于非晶相时有呈橙色。一种色素的这种双色电致发光可能在刺激响应智能材料的持续研究中具有非常大的潜力。