实验室俞越&钟文楷副教授&应磊研究员团队：双路径激子管理策略助力高 EQE、低滚降深蓝OLED

深蓝光有机发光二极管是实现广色域显示的核心，但传统荧光材料激子利用率低，磷光及TADF体系在深蓝区又面临稳定性或色纯度瓶颈。此外，高电流密度下的效率滚降问题也制约其实际应用，亟需发展新的激子管理策略。

近日，华南理工大学发光材料与器件全国重点实验室的俞越副教授、钟文楷副教授、应磊研究员课题组设计合成新型屈衍生物深蓝光材料PChCz，利用其热激子机制在非掺杂器件中实现21.3%的外量子效率，在此基础上引入三线态-三线态湮灭材料构建双路径激子管理策略，进一步将外量子效率提升至25.5%，并显著抑制效率滚降，为开发高性能深蓝光OLED提供了新思路。

合作团队设计并合成了一种基于屈（chrysene）核心的新型深蓝光发射材料PChCz，采用D-π-D’分子构型，通过弱给体苯基咔唑和双极性基团菲并咪唑的协同作用，实现了高能三线态激子的有效反向系间窜越。基于PChCz的非掺杂器件实现了21.3%的外量子效率，色坐标（0.15,0.09），是目前非掺杂深蓝光OLED中的领先水平。

然而，单靠热激子机制难以完全避免低能三线态（T1）的积累，在高电流密度下，T1激子与极化子发生三线态-极化子湮灭，导致效率滚降。为此，团队引入三线态-三线态湮灭（TTA）材料DMPPP，与PChCz共沉积构建双路径激子管理体系。DMPPP具有合适的T1能级和短延迟荧光寿命，可高效回收PChCz中残余的T1激子，通过TTA上转换为单线态，再经能量转移至PChCz发光。优化后的共沉积器件外量子效率提升至25.5%，且其效率滚降显著降低。瞬态电致发光测试显示，延迟荧光比例从2.3%增至32.1%，延迟寿命从60.24 μs缩短至26.71 μs，表明T1激子被快速利用，激子-极化子淬灭被有效抑制。

进一步研究表明，共沉积不仅优化了激子动力学，还显著改善了薄膜形貌。掠入射广角X射线散射和近边X射线吸收精细结构分析显示，DMPPP均匀分散于PChCz基质中，无宏观相分离，且PChCz分子取向更趋于面朝上排列，有利于提高光耦合取出效率。

该研究提出的“热激子+TTA”双路径激子管理策略，结合分子设计与形貌调控，为高效稳定深蓝光OLED的开发提供了新思路，具有重要的科学意义和应用前景。

双路径激子管理+形貌优化制备高效深蓝光OLED器件示意图

相关研究成果以“Dual-PathExciton Harvesting Guided by Molecular Packing and Orientation Achieves HighlyEfficient Deep-Blue Emission”为题发表在Advanced Materials上，其中通讯作者为俞越副教授，钟文楷副教授，应磊研究员，第一作者为李宇龙和李明珂博士生。该研究工作得到了the National Key Research & Development Programof China (2024YFF1504700), Guangdong Basic and Applied Basic ResearchFoundation (2023B1515040026 and 2024A1515110241),and Fundamental ResearchFunds for the Central Universities (2024ZYGXZR076)等科研项目的资助。

原文链接：https://advanced.onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/adma.202517600