基于不对称1,3位取代芘结构的深蓝光OLED发射体设计与性能研究(CIEy≤0.1)

本研究针对OLED显示技术中深蓝光材料色纯度(CIEy≤0.1)与效率难以兼顾的难题，设计合成三种新型芘基不对称深蓝光发射体(Py-Cz/Py-2-Py/Py-1-Py)。通过钯催化Suzuki偶联构建刚性结构，获得最大EQE达3.37%、启亮电压仅3.2V的高性能器件，其CIE坐标(0.07-0.10)精准匹配NTSC蓝光标准(0.14,0.08)，为下一代节能显示技术提供创新分子设计策略。

　　

在显示技术领域，有机发光二极管(OLED)因其自发光、高对比度和柔性特性被视为下一代主流技术。然而要实现完美的色彩还原，深蓝光材料始终是制约行业发展的"卡脖子"难题——既要满足美国国家电视标准委员会(NTSC)规定的色坐标标准(0.14,0.08)，又要兼顾高外量子效率(EQE)和器件稳定性，这对分子设计提出极高要求。

广东工业大学功能软物质重点实验室的研究团队在《Dyes and Pigments》发表创新成果，通过精准分子工程开发出三种基于芘(pyrene)核的不对称深蓝光发射体。研究人员采用钯催化Suzuki-Miyaura偶联反应构建分子骨架，关键步骤包括：1)以7-叔丁基-1-([1,1'-联苯]-3-基)-3-溴芘为前体与不同芳基硼酸偶联；2)通过核磁共振(¹H/¹³C NMR)和质谱(HRMS)确认结构；3)采用差示扫描量热法(DSC)和热重分析(TGA)评估热稳定性；4)通过循环伏安法(CV)测定电化学性能；5)制备多层OLED器件测试电致发光性能。

【合成与表征】部分显示，目标化合物Py-Cz、Py-2-Py和Py-1-Py产率达61-77%，在常见有机溶剂中表现出良好溶解性。热分析表明其分解温度(T_d)超过400℃，玻璃化转变温度(T_g)在127-145℃之间，证明刚性分子设计有效提升了热稳定性。

【结论】部分指出，最优分子Py-1-Py在掺杂器件中实现5331 cd/m²的亮度和3.37%的EQE，启亮电压仅3.2-3.6V。特别值得注意的是，所有化合物的CIE_y坐标均<0.10，且CIE_(x+y)<0.30，几乎完全覆盖NTSC蓝光色域。该研究通过芘核1,3位不对称修饰策略，首次在单一分子中同时实现高色纯度、低启亮电压和良好稳定性，为满足超高清显示Rec.2020色域标准提供了新材料体系。

这项工作的创新性体现在三个方面：首先，叔丁基和联苯基团的引入有效抑制了芘分子的π-π堆积；其次，苯基咔唑和芘单元的协同作用优化了载流子传输平衡；最后，分子刚性结构设计显著提升了器件寿命。正如通讯作者Xing Feng教授团队强调的，该分子设计策略可延伸至其他多环芳烃体系，对开发全彩OLED显示材料具有重要指导意义。