研究背景：

非掺杂 OLED 因无需精确调控主客体掺杂比例、发光层制备更简便而备受关注，但深蓝光单组分发光材料仍面临高效率与电荷传输难以兼顾的挑战。局域激发态材料虽具高色纯度，却受限于弱自旋轨道耦合，三重态激子利用不足；电荷转移态材料虽可提升激子利用效率，却易导致发光红移和谱带展宽。因而，如何精准调控杂化的局域-电荷转移态中的局域态（LE）与电荷转移态（CT），成为实现高效深蓝光非掺杂 OLED 的关键。

文章概述：

近日，华南理工大学发光材料与器件全国重点实验室的应磊研究员课题组利用杂化局域激发与电荷转移态精细调控策略，实现了高效率非掺杂深蓝光OLED，器件外量子效率达到 14.42%，色坐标为（0.160，0.043），有望拓展超高清显示与高色纯有机电致发光器件领域的应用。

图文导读：

图1.a）CPPChN 和 CPChN 的分子结构及其前线分子轨道分布（等值面：0.02）。b、c）在 S₁ 态优化几何结构下，（b）CPPChN 和（c）CPChN 的计算激发态偶极矩（μe）。d）垂直激发的能级示意图，以及单重态与三重态之间的自旋–轨道耦合矩阵元（SOCMEs）。e）S₁ 和 T_n 态的自然跃迁轨道（NTOs，等值面 = 0.02），以及 S₀ → S₁ 跃迁的片段间电荷转移（IFCT）分析。上述结果均基于 CPPChN 和 CPChN 的 S0 态优化几何结构

图2.a、b）(a) CPPChN 和 (b) CPChN 的单晶结构。c、d）(c) CPPChN 和 (d) CPChN 的相互作用区域指示子（IRI）等值面图

图3.a、b）(a) CPPChN 和 (b) CPChN 在室温蒸镀本征薄膜中的紫外–可见吸收（Abs.）与荧光光谱（PL），以及在 77 K、1.0 × 10^-5 mol·L^-1甲苯溶液中的荧光（FL）和磷光（Phos.）光谱。c）CPPChN 和 CPChN 在蒸镀本征薄膜中的瞬态荧光衰减谱（IRF 对应于 375 nm 激光的仪器响应信号）。d、g）(d) CPPChN 和 (g) CPChN 的纳秒瞬态吸收（ns-TA）光谱。e、h）(e) CPPChN 和 (h) CPChN 在不同延迟时间下的差分吸收光谱。f、i）(f) CPPChN 和 (i) CPChN 在选定波长下的瞬态动力学衰减曲线

图4.a）器件结构及材料的能级匹配示意图。 b）外量子效率（EQE）随电流密度变化的特性曲线；插图为归一化电致发光（EL）光谱。 c）CPPChN 和 CPChN 非掺杂器件的电流密度–电压–亮度（J–V–L）特性。 d）代表性非掺杂蓝光 OLED 的 EQE 与 CIEy 的关系图。 e、f）(e) CPPChN 和 (f) CPChN 在非掺杂器件中的瞬态电致发光衰减光谱。 g、h）在不同电流密度（5、15 和 30 mA·cm^-2）下测得的 (g) CPPChN 和 (h) CPChN 非掺杂器件的电致发光磁场效应（MFE）。 i）CPPChN 和 CPChN 非掺杂器件中 MEL 曲线斜率随电流密度变化的关系

研究结论：

本研究构建了两种基于?骨架的蓝光材料CPPChN和CPChN，发现电荷转移态贡献更高的CPChN具有更大的SOCMEs，有效促进 高能态反向系间窜越（hRISC）过程，非掺杂 OLED 的外量子效率达到14.4%，发射峰 416 nm，CIE 坐标为 (0.160, 0.043)；性能显著高于电荷转移态较弱的发光材料CPPChN。该工作表明，?骨架适用于构建高色纯度、高效率的 HLCT 蓝光材料，且精确调控电荷转移态比例是实现高性能深蓝 OLED 的关键策略。

该研究工作得到了国家重点研发计划颠覆性技术创新重点专项（2024YFF1504700）等科研项目的资助，谨此感谢。

论文信息：

Enhancing External Quantum Efficiency of Non-Doped Deep-Blue OLEDs by Optimizing Hybridized Local and Charge-Transfer States

Mingke Li, Ling Lin, Yulong Li, Yichao Chen, Changhao Ruan, Hanlin Gan, Dezhi Yang, Yue Yu, Dongge Ma and Lei Ying*

Advanced Optical Materials

DOI:10.1002/adom.202503305

原文链接：https://advanced.onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adom.202503305

期刊简介：

Advanced Optical Materials是一个国际性的、跨学科的期刊，针对材料科学的同行评审论文，重点关注光-物质相互作用的各个方面。致力于光子学、等离子体、超材料等领域的突破性发现和基础研究。