青岛科技大学在纯有机蓝光材料与OLED器件方面取得新进展

有机电致发光二极管（OLED）作为新一代信息显示技术的生力军，在高端显示领域已展现出巨大的应用前景。而目前制约OLED发展的关键因素之一是综合性能优异的蓝光材料的缺乏。尽管蓝色磷光材料，热活化延迟荧光材料，在器件效率上已经实现了很大突破，但是在纯蓝有机荧光材料开发上，还面临很大挑战，而且器件的稳定性与实际的工业应用仍有较大差距。因此，发展集高效率、低效率滚降、高色纯度等优异的综合性能一体的纯有机蓝光材料与OLED器件仍具有很大挑战。

近期，青科大高分子学院山东省高校青创人才引育计划团队负责人薛善锋教授在综合性能优异的纯有机蓝光材料与OLED器件方面取得最新进展，团队成员首先通过设计合成了基于蒽为共轭桥，氰基取代菲并咪唑为受体，N-苯基咔唑为给体的纯有机蓝光分子（PICNAnCz），制备并优化了基于该分子为发光层的非掺杂OLED器件，展现出最大电致发射峰位为448 nm，色坐标CIE为（0.16， 0.11）、最大外量子效率达9.05%，且效率滚降只有13%，相应的激子利用率近87%的非掺杂纯有机蓝光OLED器件，实现了高效率、低效率滚降、高色纯度的非掺杂纯有机蓝光OLED器件，是目前文献报道的同类非掺杂蓝光OLED器件中综合性能最好结果。结合光谱学、理论模拟及磁场效应实验相结合，这一结果主要是归因于从高能三线态激子T2到单线态激子S1纳秒尺度的反向系间穿越所致，形成了三线态激子利用的热激子通道。

相关工作以“High external quantum efficiency and low efficiency roll-off achieved simultaneously in nondoped pure-blue organic light-emitting diodes based on a hot-exciton fluorescent material”为题发表在Elsevier学术期刊《Chemical Engineering Journal》上(Chemical Engineering Journal，2021， 408， 127333.IF=13.273，中科院一区TOP期刊)，青岛科技大学为第一单位和唯一通讯单位，薛善锋教授为独立通讯作者。高分子学院硕士生吕显浩和许雷为共同第一作者。

团队成员在该工作的基础上，又设计合成了新的蓝光分子PIAnCz和PIAnPO，该分子的特点是保持蒽基共轭桥，通过调控给受体基元的强弱，进一步调控分子的激发态性质。理论模拟和光物理实验显示两个蓝光分子仍能形成高能三线态激子利用的热激子通道，有利于蓝光OLED器件性能的提升。

基于PIAnCz和PIAnPO为发光层的非掺杂纯蓝OLED器件分别显示出CIE坐标为(0.16， 0.12)、(0.16， 0.15)，最大亮度高达10484cd/m2、15485 cd/m2，最大外量子效率高达10.9%、8.3%的器件性能，尤其是基于PIAnPO为发光层的OLED器件，当亮度在1000 cd/m2的时，外量子效率仍能维持在7.7%，效率滚降仅有6.0%，这两种材料的器件性能显示了它们在商业应用方面的巨大潜力，为具有高效率、低滚降、高色纯度综合性能集一体的纯有机荧光蓝色分子的设计提供了新的分子设计策略，也为有机OLED显示照明领域丰富了新结构材料体系。

相关工作以“High-Efficiency， Non-doped， Pure-Blue Fluorescent Organic Light-Emitting Diodes via Molecular Tuning Regulation of Hot Exciton Excited States”为题发表在American Chemical Society期刊《ACS Applied Materials & Interfaces》上(ACS Appl. Mater. Interfaces，2021， 13， 970.IF=9.229，中科院一区TOP期刊)，青岛科技大学为第一单位和唯一通讯单位，薛善锋教授和杨文君教授为共同通讯作者。高分子学院硕士生吕显浩和许雷为共同第一作者。

本工作得到了国家自然科学基金面上项目、山东省高等学校青创人才引育计划项目、山东省自然科学基金青年项目、吉林大学超分子结构与材料国家重点实验室开放课题基金项目等项目的资助，同时得到了华南理工大学发光材料与器件国家重点实验室器件表征方面的支持。（来源：青岛科技大学）

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