近紫外（NUV）有机发光二极管（OLED）在防伪、紫外固化、激发光源、医学诊疗、杀菌消毒等领域具有重要应用前景。然而，因其固有的宽带隙特点，NUV有机电致发光材料通常存在低荧光效率和载流子注入与传输不平衡等问题，导致NUV-OLED器件效率偏低且在高电流密度下存在严重的效率滚降。尤其在简单结构的非掺杂NUV-OLED器件中，NUV材料的载流子注入与传输问题对器件性能影响更为显著。

近期，青科大高分子学院闫寿科团队应士安副教授在高性能双极传输NUV材料及其非掺杂器件的开发上取得了显著进展。该团队设计合成了具有杂化局域电荷转移态（HLCT）特征的NUV荧光材料3,6-CNCzC3。该分子的构象异构化效应促进了材料的空穴传输能力的同时，一定程度上减弱了其电子传输，使3,6-CNCzC3在低和高电场下均保持着相近的电子和空穴迁移率。另外，因位阻效应抑制了S₀-S₁态的结构弛豫和激发态的振动耦合，使分子表现出更优异的色纯度。在非掺杂OLED不仅实现了稳定的近紫外光发射，峰位407 nm，半峰宽为44 nm，对应的色坐标为（0.161, 0.028）；而且获得了高达6.69%的外量子效率，在亮度1000 cd m^-2下，该值保持在5.95%，具有较低的效率滚降。相关工作以“Conformational isomerization promotes balanced ambipolar transport for efficient narrowband near-ultraviolet fluorophore and non-doped device with low efficiency roll-off”为题发表在期刊《ACS Materials Letters》上（DOI: 10.1021/acsmaterialslett.4c00882）。

在此工作的基础上，该团队提出了一种新颖的给体′-给体-受体（D′–D–A）型分子策略，采用N-烷基咔唑为给体桥、氰基苯为受体、菲并咪唑为第二给体，通过精确分子构型工程调控，实现了兼具高荧光效率和平衡双极传输的NUV HLCT材料以及高效率且低滚降的非掺杂OLED器件。研究发现，平面化分子内电荷转移(PLICT)特性赋予了该系列分子在溶液和纯膜态的高发光效率。其中，分子3,6-mPPICNC3因空间位阻和弱共轭效应在聚集状态下保持着NUV发射和高色纯度。同时，其在不同电场中均具有相对平衡的空穴和电子迁移率。基于这一荧光材料的非掺杂器件实现了高达7.67%的EQE，并在0至3300 cd m^-2的亮度范围内效率滚降可忽略不计。该器件光谱的半峰宽为44 nm，CIE色坐标为（0.160，0.032）。这一性能在目前已报道的非掺杂NUV-OLED中位于前列。此外，其掺杂器件也具有出色电致发光性能，EQE高达7.85%，发射峰为391 nm，半峰宽为41 nm，对应的CIE色坐标为（0.161，0.025）。该工作充分证明了D′–D–A型分子结构在开发高性能有机发光材料及其光电子应用方面具有巨大潜力。相关工作以“A record-high EQE of 7.65%@3300 cd m⁻² achieved in non-doped near-ultraviolet OLEDs based on novel D′–D–A type bipolar fluorophores upon molecular configuration engineering”为题，发表在英国皇家化学会旗舰期刊Chemical Science上（DOI: 10.1039/D4SC02655A）。

以上工作均以青岛科技大学为第一通讯单位，应士安副教授，闫寿科教授，华南理工大学马东阁教授为共同通讯作者，高分子学院硕士生祁昊远为第一作者。