以下文章来源于CCSChemistry ，作者CCS Chemistry CCSChemistry.CCS Chemistry是由中国化学会创办的高水平旗舰新刊，面向全球科学家，收录化学各领域高质量原创科技论文。

关注CCS Chemistry，即时获取期刊相关资讯近日，吉林大学路萍教授和华南理工大学乔现锋教授合作报道了基于咪唑衍生物（菲并咪唑、芘并咪唑）和多环芳烃（蒽、芘）的高效率纯有机单分子白光材料，并采用非掺杂工艺实现了高性能白光器件。

咪唑衍生物通常表现出蓝光发射，多环芳烃在固态下通过分子间相互作用形成激基缔合物，二者协同作用使材料发射光谱覆盖了整个可见光范围通过热激子和三线态-三线态湮灭（TTA）等机制，实现了高效率的非掺杂白光器件。

该结果为设计有机单分子白光材料及器件提供了新的思路背景介绍：在信息技术不断发展的背景下，人们对显示技术和照明设备的需求日益增长有机发光二极管（OLEDs）具有自发光、面光源、无蓝害、光色柔和及可柔性制备等优点，近年来在平板显示领域取得了显著的进步，但其在照明领域的应用潜力还有待挖掘。

研究者通常采用不同颜色的多种发光材料（红/蓝/绿或蓝/橙），通过控制混合比例得到白光器件但这种方法往往需要复杂的制作工艺和高额的制备成本，而且在使用过程中也容易带来相分离、驱动电压高、光谱的稳定性差、寿命短等诸多问题。

相比之下，纯有机单分子白光发射的材料，具有无相分离、稳定性好、大幅降低器件过程复杂性等显著优点按照Kasha规则，有机材料一般只发射单色光，目前能够实现高效电致发光的纯有机单分子白光体系仍非常缺乏本文亮点：

发光材料是OLEDs技术的核心白光的色坐标位于色品图中心点（0.33, 0.33），发射范围为400-700 nm因此，设计单分子白光材料需要采用两种以上生色团，调谐长、短波长的发射，使光谱尽量覆盖整个可见光区。

针对这一问题，吉林大学路萍教授团队和华南理工大学乔现锋教授团队以芳基并咪唑-蒽为基本构筑单元，并引入具有更大π共轭平面的芘基团，设计并合成了一系列新型的热激子材料PIAnPy和PyPIAnPy两个材料中，由于蒽和芘等具有绝对刚性的稠环芳烃（PAHs）共轭骨架，这种大π共轭平面结构，在固体状态下通过分子间强的相互作用形成面对面的分子堆积结构，形成了激基缔合物，结合芳基并咪唑基团的蓝光短波长发射，二者协同作用使固态下的发射光谱几乎覆盖整个可见光范围，得到了单分子白光材料。

图1. 单分子白光材料的设计思路、发光光谱及分子结构以PIAnPy作为唯一发光层（EML）制备了非掺杂单分子白光器件(ITO/HATCN (6 nm)/TAPC (25 nm)/TCTA (15 nm)/EML (20 nm)/TPBi (40 nm )/LiF (1 nm)/Al (100 nm))。

在1000 cd m-2亮度下电致发光光谱显示两个峰值，分别位于464和596 nm，器件CIE色坐标为（0.35，0.28），为冷白光发射该器件的最大亮度超过50000 cd m-2，最大外量子效率和功率效率分别达到10.14%和10.98 lm W-1，并且在1000 cd m-2亮度时，外量子效率也能保持在9.80%，具有很低的效率滚降。

这是目前已有报道的基于纯有机单分子白光发光的非掺杂白光器件最优结果，进一步验证了本文分子设计策略的优越性

图2. 基于PhAnPy，DPhAnPy，PIAnPy和PyPIAnPy的器件性能曲线总结与展望：综上所述，本文开发了一类新型的纯有机单分子白光材料，并制备了工艺简单、光色稳定、高发光效率和低效率滚降的非掺杂白光器件。

该工作将为高性能单分子白光材料的发展和非掺杂白光器件的研究提供了新的思路上述工作以Research Article的形式发表在CCS Chemistry，文章的第一作者为吉林大学鼎新学者刘福通博士，通讯作者为吉林大学路萍教授和华南理工大学乔现锋教授。

该研究工作得到了国家自然科学基金的支持文章详情：Achieving Record High External Quantum Efficiency of 10.14% in Non-Doped Single-Emissive-Layer WOLEDs Utilizing Hot Exciton Mechanism

Futong Liu, Hui Liu, Yichao Chen, Xin He, Zhuang Cheng, Xiaobo Ma, Xianfeng Qiao*, Dongge Ma, and Ping Lu*

Cite this by DOI: 10.31635/ccschem.025.202405291文章链接：https://doi.org/10.31635/ccschem.025.202405291扫码在线阅读

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