近日，我院多组分环境友好高分子材料团队提出利用空间n‒π相互作用诱导立体构型策略实现色纯度接近BT.2020标准的高效深蓝OLEDs。该研究成果以“Through-Space n‒π Interaction-Induced Stereo-Construction Enables Efficient Deep-Blue HLCT OLEDs with Color Purity Close to BT.2020”为题，在Advanced Functional Materials（IF = 19）上发表。本研究与华南理工大学、青岛科技大学和哈尔滨工程大学合作完成，团队成员邱旭博士、青岛科技大学薛善锋教授和华南理工大学马於光院士为通讯作者，我院硕士研究生孙雅琦和青岛科技大学博士研究生马成霖为共同第一作者，山东科技大学72886必赢为第一单位。
OLEDs因其柔性、快速响应、高对比度和低功耗等优势，已成为下一代显示和固态照明的关键技术。实现兼具高效率与高色纯度的深蓝光OLEDs仍是当前面临的重大挑战。基于杂化局域-电荷转移（HLCT）态发光材料为此提供了极具潜力的解决方案。然而，传统给体-受体或给体-π-受体型分子结构通常具有过强的电荷转移特性，易导致发光光谱红移与展宽。团队提出一种“空间n‒π作用诱导立体构型”的分子工程策略，旨在有效抑制分子振动，实现兼具高效率与高色纯度的深蓝光发射。通过在菲并咪唑骨架中引入吡啶基π桥，团队设计合成了三种发光材料（oPTPA、oP9PCZ和oP3PCZ）。分子内存在的空间n-π作用与C–H···N氢键可协同增强分子骨架刚性，降低重组能。单晶结构分析、理论计算与光物理研究共同证实，该类分子形成了稳定的立体构型，并具有振动弛豫显著抑制的HLCT激发态特征。得益于上述设计，三种材料均表现出优异的光物理性能：光致发光量子效率超过70%，发射半峰宽窄于50nm，且热稳定性良好。基于上述材料的掺杂器件实现了最高7%的外量子效率，并具有较低效率滚降。其中，oP9PCZ和oP3PCZ基器件实现了色坐标CIEy< 0.04的深蓝光发射，接近BT.2020超高清蓝光标准。该研究为突破深蓝光OLED的效率-色纯度权衡困境提供了明确的分子设计原则，展示了空间弱相互作用调控在光电功能材料设计中的广阔应用前景。
本研究工作得到了山东省自然科学基金、校“菁英计划”等项目的大力资助。
论文链接：https://doi.org/10.1002/adfm.74335
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