代表性研究成果1：低成本有机发光材料新概念、新材料与新器件
近十年，有机发光显示与照明（OLED）在全球范围获得了广泛应用，未来几年我国有望成为OLED产能大国，产业对降低材料与器件制备成本的需求日益凸显。实验室从发光材料基础科学问题入手，结合产业需求，提出了若干创新的材料与器件设计思路。
（1）“热激子”发光材料
近年国际上提出两类不含贵重金属的荧光分子（具有低成本特性）提高单线态激子比例的思路，包括“延迟荧光”及“三线态湮灭”。几乎在同时，马於光教授提出了第三种机理，即：利用高能阶三线态反向隙间窜跃到单线态的“热激子”机理，器件的激子利用率提升到接近100%（Angew. Chem. Int. Ed., 2014,53, 2119；Adv. Opt. Mater., 2016, 4, 2109）。这一成果在理论上（基础科学意义）突破了光化学最低激发态规则（即：Kasha规则）；在实际应用中（材料科学意义）为新一代纯有机廉价发光材料提供了一条新的路径。“延迟荧光”机理的提出者、日本九州大学Adachi教授在其论文（J. Mater. Chem. C, 2014, 2, 421）中指出：“在过去的十年里，有效利用单线态激子引起了广泛的关注，可以通过‘三线态湮灭’、‘延迟荧光’和‘电荷转移态诱导热激子’提高单线态激子利用率”；美国MIT著名有机光电专家Baldo教授引用马於光等的论文，并指出：“高能激子态是不同于‘延迟荧光’的另一种可行的三线态利用路径”（J. Phys. Chem. C, 2015, 119, 25591）；马於光受邀在“2014国际合成金属会议”、英国皇家学会“三线态激子利用”会议和“延迟荧光”会议等有机光电领域的重要国际会议上做大会报告。
（2）新型延迟荧光材料
延迟荧光材料具有高激子利用率，但存在高亮度下效率大幅下降的关键性难题，实际应用受限。苏仕健教授发现了影响效率滚降的光化学与电子结构因素，设计开发了一系列高效率、低滚降的延迟荧光材料新体系，器件性能达到国际领先水平（Chem. Sci., 2016, 7, 4264, ESI高被引论文；Adv. Mater., 2016, 28, 181, ESI高被引论文）。通过量化计算和光物理表征，获得了同时具有光谱蓝移、较小单三线态分裂能以及较大辐射跃迁速率的高效蓝色延迟荧光材料，在高性能纯有机蓝光OLED器件方面取得重要突破（Adv. Funct. Mater., 2016, 26, 8042）。该系列工作引起同行的广泛关注，开发的多种新型材料体系被业内跟进研究，成果被Chem. Soc. Rev.等刊物大量引用及评述“开发的黄光延迟荧光材料实现了文献报道最好的效率水平”、“利用溶液制程实现了与真空蒸镀相比拟的效率水平”。
赵祖金教授通过将延迟荧光和AIE的优势和设计理念结合，开发了一类新型的有机电致发光材料—聚集诱导延迟荧光（AIDF）材料。在溶液中几乎观察不到延迟荧光，但在聚集状态下却表现出非常显著的延迟荧光；不仅具有优异的固态发光效率，而且能够有效缓解激子湮灭问题，具有高效率、低滚降等优异的综合性能。非掺杂OLED器件的启亮电压低至2.5 V，最大亮度超过100000 cd m‒2，外量子效率高达18.4%，效率滚降特性优异（1.2%），处于国际领先水平（Angew. Chem. Int. Ed., 2017, 56, 12971; Adv. Funct. Mater., 2017, 27, 1606458，ESI高被引论文; Chem. Mater., 2017, 29, 3623）。该成果引起了国内外学术界的广泛关注，近期几篇综述论文（Chem. Soc. Rev.；Adv. Mater.）对以上工作均进行了大篇幅的引用和正面评述。英国杜伦大学的Martin R. Bryce教授专门亮点评述（Sci. China Chem., 2017, 60, 1561），称“华南理工大学赵等创新性地发展了一类聚集诱导延迟荧光材料，这是一项在非掺杂OLEDs领域具有重要突破性的工作”。中山大学池振国教授等在综述（Chem. Soc. Rev., 2017, 46, 915）中评论称“AIE和TADF性能的结合有可能同时解决传统荧光材料的ACQ 和激子利用率低的问题”。
（3）pn异质结的新型简易器件结构
OLED产线目前采用真空、模板、多层结构，工艺复杂，成本（设备与工艺流程）高昂。苏仕健教授提出了一种结构简单的平面pn异质结OLED，仅由空穴和电子传输层组成（2层），突破传统的多层结构（5-10层），实现了多种外量子效率超过10%的不同光色的器件，具有结构简单、低驱动电压、高效率等鲜明特色，极具产业应用意义（Adv. Mater., 2016, 28, 239, ESI高被引论文；Adv. Mater., 2016, 28, 6758）。学术界评述 “这样一个简单的器件结构不仅具有更好的成本效益，还可获得高效率并降低器件的驱动电压”。该成果获得Wiley Materials Views、中国科学等亮点评述，受SPIE邀请撰写了一篇关于平面pn异质结型有机发光二极管的报道（SPIE Newsroom, 2017, DOI: 10.1117/2. 1201409.005590）。
（4）异质结电荷注入层与高性能OLED
OLED器件中电极界面注入势垒和界面不稳定性是器件退化的主要原因。马东阁教授用有机半导体异质结的高效电荷产生效应，实现了电子和空穴的有效注入，替代了直接的金属电极注入。发现电荷注入不依赖于电极金属功函，也远离不稳定的电极界面，实现了注入原理的突破，并在多种器件中获得应用（Light-Sci. & Appl., 2016, 5, e16042；Adv. Mater. Interfaces, 2016, 3, 1600081)。实现倒置型器件最高效率（J. Mater. Chem. C, 2016, 4, 8731）；解决了叠层器件功率效率受限的难题（ACS Photonics, 2015, 2, 271; J. Mater. Chem. C, 2016, 4, 376；Adv. Electron. Mater., 2015, 1, 1500176）。该成果出版专著一部Springer《Organic Semiconductor Heterojunctions and Its Application in Organic Light-Emitting Diodes》（作者：马东阁等）。
（5）高效白光OLED
高效率白光OLED需使用含贵金属的磷光材料为发光材料，成本高昂，同时三线态激子湮灭导致的高亮度下的效率滚降也是关键性难题。苏仕健、马东阁、赵祖金教授等通过开发高效率蓝光荧光材料，成功制备高效率荧光/磷光杂化白光OLED，解决了高亮度下的效率滚降问题，改善了器件的效率和稳定性（Chem. Mater., 2015, 27, 1100，ESI高被引论文；Adv. Funct. Mater., 2016, 26, 776，Materials Views专题报道，ESI高被引论文；Mater. Horiz., 2017,4, 641；Adv. Opt. Mater., 2017, 5, 1700415）。基于自主开发的延迟荧光材料，苏仕健教授设计了纯有机全荧光白光OLED，实现了100%激子利用率，以及与全磷光白光OLED相当的高效率和高显色指数（Adv. Mater., 2016, 28, 4614，ESI高被引论文；Adv. Funct. Mater., 2016, 26, 6904）。成果被Chem. Soc. Rev.等刊物大篇幅引用和评述“仅仅通过调控分子单元中硫原子价态即可实现发光波长调控是一个原创性的设计策略”、“该双色和三色的白光OLED的外量子效率可以与相应的单色延迟荧光OLED相比拟，表明了通过该策略可以在白光OLED中实现高的激子利用效率”。
该成果得到科技部重点研发项目和国家973计划、国家自然科学基金重点/重大研究计划/杰青/国际合作/面上项目以及广东省印刷显示专项等项目支持。在2013-2017年间发表SCI论文312篇，其中影响因子大于10的15篇，8篇论文入选ESI高被引论文，他引次数超过100次的论文3篇
