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 有機(jī)電致發(fā)光二極管（OLED）作為新一代信息顯示技術(shù)的生力軍，在高端顯示領(lǐng)域已展現(xiàn)出巨大的應(yīng)用前景。而目前制約OLED發(fā)展的關(guān)鍵因素之一是綜合性能優(yōu)異的藍(lán)光材料的缺乏。盡管藍(lán)色磷光材料，熱活化延遲熒光材料，在器件效率上已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了很大突破，但是在純藍(lán)有機(jī)熒光材料開發(fā)上，還面臨很大挑戰(zhàn)，而且器件的穩(wěn)定性與實(shí)際的工業(yè)應(yīng)用仍有較大差距。因此，發(fā)展集高效率、低效率滾降、高色純度等優(yōu)異的綜合性能一體的純有機(jī)藍(lán)光材料與OLED器件仍具有很大挑戰(zhàn)。

近期，青科大高分子學(xué)院山東省高校青創(chuàng)人才引育計(jì)劃團(tuán)隊(duì)負(fù)責(zé)人薛善鋒教授在綜合性能優(yōu)異的純有機(jī)藍(lán)光材料與OLED器件方面取得最新進(jìn)展，團(tuán)隊(duì)成員首先通過設(shè)計(jì)合成了基于蒽為共軛橋，氰基取代菲并咪唑?yàn)槭荏w，N-苯基咔唑?yàn)榻o體的純有機(jī)藍(lán)光分子（PICNAnCz），制備并優(yōu)化了基于該分子為發(fā)光層的非摻雜OLED器件，展現(xiàn)出最大電致發(fā)射峰位為448 nm，色坐標(biāo)CIE為（0.16， 0.11）、最大外量子效率達(dá)9.05%，且效率滾降只有13%，相應(yīng)的激子利用率近87%的非摻雜純有機(jī)藍(lán)光OLED器件，實(shí)現(xiàn)了高效率、低效率滾降、高色純度的非摻雜純有機(jī)藍(lán)光OLED器件，是目前文獻(xiàn)報(bào)道的同類非摻雜藍(lán)光OLED器件中綜合性能最好結(jié)果。結(jié)合光譜學(xué)、理論模擬及磁場效應(yīng)實(shí)驗(yàn)相結(jié)合，這一結(jié)果主要是歸因于從高能三線態(tài)激子T2到單線態(tài)激子S1納秒尺度的反向系間穿越所致，形成了三線態(tài)激子利用的熱激子通道。

相關(guān)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”為題發(fā)表在Elsevier學(xué)術(shù)期刊《Chemical Engineering Journal》上(Chemical Engineering Journal，2021， 408， 127333.IF=13.273，中科院一區(qū)TOP期刊)，青島科技大學(xué)為第一單位和唯一通訊單位，薛善鋒教授為獨(dú)立通訊作者。高分子學(xué)院碩士生呂顯浩和許雷為共同第一作者。

團(tuán)隊(duì)成員在該工作的基礎(chǔ)上，又設(shè)計(jì)合成了新的藍(lán)光分子PIAnCz和PIAnPO，該分子的特點(diǎn)是保持蒽基共軛橋，通過調(diào)控給受體基元的強(qiáng)弱，進(jìn)一步調(diào)控分子的激發(fā)態(tài)性質(zhì)。理論模擬和光物理實(shí)驗(yàn)顯示兩個(gè)藍(lán)光分子仍能形成高能三線態(tài)激子利用的熱激子通道，有利于藍(lán)光OLED器件性能的提升。

基于PIAnCz和PIAnPO為發(fā)光層的非摻雜純藍(lán)OLED器件分別顯示出CIE坐標(biāo)為(0.16， 0.12)、(0.16， 0.15)，最大亮度高達(dá)10484cd/m2、15485 cd/m2，最大外量子效率高達(dá)10.9%、8.3%的器件性能，尤其是基于PIAnPO為發(fā)光層的OLED器件，當(dāng)亮度在1000 cd/m2的時(shí)，外量子效率仍能維持在7.7%，效率滾降僅有6.0%，這兩種材料的器件性能顯示了它們?cè)谏虡I(yè)應(yīng)用方面的巨大潛力，為具有高效率、低滾降、高色純度綜合性能集一體的純有機(jī)熒光藍(lán)色分子的設(shè)計(jì)提供了新的分子設(shè)計(jì)策略，也為有機(jī)OLED顯示照明領(lǐng)域豐富了新結(jié)構(gòu)材料體系。

相關(guān)工作以“High-Efficiency， Non-doped， Pure-Blue Fluorescent Organic Light-Emitting Diodes via Molecular Tuning Regulation of Hot Exciton Excited States”為題發(fā)表在American Chemical Society期刊《ACS Applied Materials & Interfaces》上(ACS Appl. Mater. Interfaces，2021， 13， 970.IF=9.229，中科院一區(qū)TOP期刊)，青島科技大學(xué)為第一單位和唯一通訊單位，薛善鋒教授和楊文君教授為共同通訊作者。高分子學(xué)院碩士生呂顯浩和許雷為共同第一作者。

本工作得到了國家自然科學(xué)基金面上項(xiàng)目、山東省高等學(xué)校青創(chuàng)人才引育計(jì)劃項(xiàng)目、山東省自然科學(xué)基金青年項(xiàng)目、吉林大學(xué)超分子結(jié)構(gòu)與材料國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室開放課題基金項(xiàng)目等項(xiàng)目的資助，同時(shí)得到了華南理工大學(xué)發(fā)光材料與器件國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室器件表征方面的支持。