马於光教授团队：高激发带尾态密度的HLCT态发光体实现高性能非掺杂蓝光OLED：激子能量分布视角

研究背景

有机发光二极管（OLED）是下一代显示与照明核心技术，蓝光器件因宽带隙和高能量要求成为效率瓶颈。传统理论依据“自旋统计规则”解释激子利用效率，忽略有机半导体中分子热运动、无序堆积及堆积缺陷引发的激子能量分布。

电注入激子实际呈以光学带隙为中心的高斯分布，低能激子易因能量失配发生非辐射损失，限制蓝光OLED性能。高带尾态密度发射体可显著提升低能激子利用率，HLCT态发光体通常具备高激发带尾态密度，本研究据此设计HLCT态TCPN与LE态NCPN，优化激子能量分布模型，为高性能蓝光OLED提供新策略。

研究亮点

华南理工大学发光材料与器件全国重点实验室马於光教授课题组，基于高激发带尾态密度的HLCT态发射体TCPN，成功实现高性能非掺杂蓝光OLED，为高效OLED发射体设计提供激子能量分布新视角，可拓展至高效率低功耗显示与节能照明领域。

正文描述

有机半导体中电注入激子受分子热运动、无序堆积等影响，呈以光学带隙为中心的高斯能量分布。传统观点认为低能激子易非辐射损失，导致激子利用效率受限，高效利用低能激子是蓝光OLED效率突破的核心难点。

课题组突破传统自旋选择规则框架，从激子能量分布谱切入，合成䓛核心蓝光发射体TCPN（HLCT态）与NCPN（LE态）。TCPN的S1态为35.48% LE+64.52% CT杂化特性，薄膜激发谱激发带尾态密度远高于NCPN。

课题组优化高斯激子能量分布模型，用薄膜激发谱替代溶液吸收谱，固定总激子数，以重叠积分Jex为量化指标。计算显示TCPN的Jex始终高于NCPN，比值与器件激子利用效率比值高度吻合，验证高激发带尾态密度可大幅提升低能激子捕获与辐射复合效率。TCPN器件最大外量子效率达14.73%，NCPN仅9.10%。