近日，青科大高分子学院薛善锋教授团队在材料领域国际一流期刊《Advanced Functional Materials》上（中科院JCR一区TOP期刊，影响因子18.5）发表了题为“Efficient and Multifunctional Electroluminescent Ultra Deep-Blue Material with Hybrid Localization and Charge Transfer”的研究成果。高分子学院硕士研究生谢明亮和马成霖为共同第一作者，薛善锋教授为唯一通讯作者，青岛科技大学为唯一通讯单位。
有机发光二极管（OLED）作为新一代显示技术，其核心在于高性能发光材料的开发。混合局域杂化电荷转移（HLCT）材料因其可通过“热激子通道”利用三重态激子而备受关注。然而，兼具高色纯度、高效率及多功能应用为一体的超深蓝HLCT材料仍面临挑战。
本工作提出了短共轭分子设计策略来实现超深蓝发射，通过选择具有良好空穴传输能力的咔唑基团作为电子给体，具有暴露在外围杂原子的2-吡啶甲腈作为电子受体以保证载流子迁移率的平衡，苯为共轭π桥以避免形成强电荷转移态，保证超深蓝发射，创新性地设计合成了具有短共轭结构的PdCz-2CN和mPdCz-2CN两种新型发光材料。材料表现出优异的热稳定性，并通过理论计算和光物理实验验证了其HLCT和超深蓝发射的特性。重要的是，PdCz-2CN还可以与常用空穴传输层TAPC形成绿光发射的激基复合物，并表现出高效的热活化延迟荧光特征，提供了多种能应用的基础。基于PdCz-2CN或mPdCz-2CN为发光层的非掺杂器件，实现了最大外量子效率（EQEmax）分别为5.42%，2.05%，对应CIE色坐标为（0.159, 0.062），（0.160, 0.064），接近超高清显示标准BT.2020的蓝光要求。其中，以CBP为主体，PdCz-2CN为客体的掺杂器件色纯度显著提升，CIE坐标优化至（0.162, 0.037），EQEmax保持在5.10%。而基于PdCz-2CN与空穴传输材料TAPC形成的激基复合物作为发光层时的非掺杂激基复合物器件的EQEmax突破至15.44%，发射峰位于525 nm，这可与先进的非掺杂激基复合物OLED器件效率相媲美。并且，以该激基复合物为主体，红色磷光材料Ir(MDQ)₂(acac)为客体的器件EQEmax高达20.14%，发射峰位于617 nm，这展示出PdCz-2CN具有多功能应用的潜力。该研究首次将2-吡啶甲腈引入超深蓝HLCT材料设计，突破传统材料色域限制，同时通过激基复合物策略实现“一材多用”，为全彩OLED显示提供新思路。该成果有望满足BT.2020标准的高色域需求，助力超高清显示技术的发展。
文章链接：https://doi.org/10.1002/adfm.202422822
本工作得到了国家自然科学基金、山东省泰山学者人才工程、山东省高等学校青创人才引育计划团队建设项目、山东省自然科学基金、吉林大学超分子结构与材料国家重点实验室开放课题项目的资助。
