基于有机共轭材料的电致发光技术（OLED）可以应用于全彩平面显示和固态照明等领域，在近30年来取得了飞速的发展。与传统的液晶显示（LED）技术相比，OLED具有自发光、色彩艳丽、轻、薄、视角宽、低功耗、可柔性化等特点。红、绿、蓝三基色发光模块是OLED显示技术的核心，三者缺一不可。现阶段，OLED技术基本实现了红、绿、蓝三基色发光，其中红、绿发光材料发展最快，基本达到了商业化实用阶段，而蓝色材料的问题较多。高性能有机电致发光材料应兼具优良的光学与电学性能，而有机电致蓝光材料固有较大的光学能隙严重制约其电学性能，因此兼顾光学与电学性能的蓝光分子设计，是破解上述瓶颈的最根本途径。依托汕头大学，在系列国家自然科学基金等课题的支持下，申请团队一直围绕深蓝有机电致材料及器件，在如何设计深蓝光分子、调控结构以提升其电致发光性能一系列科学问题，开展深入系统研究，在 SCI 收录的 Chem. Mater.、 Adv. Opt. Mater.和 J. Mater. Chem.等国际化学和材料权威杂志发表高水平论文 25 篇。具体而言，关于电致蓝光材料的设计与器件结构优化的研究，本项目共获多个方面的创新主要科学发现，详见下述。

    发现一：最早开发出基于菲并咪唑基团的D-π-A蓝光分子系列。我们的系列实验研究表明，1）菲并咪唑作为受体与三苯胺给体相结合，有利于载流子的注入与传输，改善了电致蓝光材料电学性能；对菲并咪唑的1、2号位进行修饰能有效调控分子的发光性能：由于具有较大的扭曲，于1号位氮原子上进行衍生虽然能有效降低分子的共轭蓝移发射光谱但却牺牲了荧光量子产率（ϕf），而在2号位碳原子上进行修饰能增加分子前线轨道的重叠，分子的ϕf大幅度提升（接近100%）；3）不同的π桥联基团对分子的性能有很大的影响，以线性苯环连接最佳。

    发现二：双菲并咪唑设计策略是一种构建高效蓝光OLED材料的有效策略。我们的系列实验研究表明，1）双菲并咪唑设计策略的关键是如何调控双菲并咪唑的连接方式和位点和考虑分子基团之间的位阻；2）线性且扭曲的双菲并咪唑能同时增大电子和空穴迁移率；3）双菲并咪唑在特定的情况下，如1号氮和2号碳连接，能有效提升电致发光器件的激子利用率。

    发现三：在调控蓝光电致发光分子的过程中，引入大位阻的聚苯芳香烃基团能有效地解决平面刚性菲并咪唑发光团在固态下容易发生过密堆积引起的荧光猝灭、发射光谱红移等瓶颈问题。我们的实验结果表明，1）聚苯芳香烃基团能大幅度提升蓝光材料的热稳定性；2）通过控制聚苯芳香烃基团的闭环程度能实现材料的发光颜色的精准调控；3）固态下分子发光效率下降、蓝光色纯度不佳的问的得到了解决；4）该体系验证了菲并咪唑具有双极性质，与聚苯芳香烃基团结合表现出电子给体性质。

    发现四：针对现有阶段非延迟型电致荧光材料激子利用率低的“卡脖子”问题，基于本项目的实施，我们还发现通过调控D-π-A分子的给受体的推拉电子性质能有效杂化局域与电荷转移激发态，直接激活高能级单重态/三重态的反系间串越通道。而且，我们还进一步实验研究证明，菲并咪唑与弱给体或受体连接不仅能获得较高激子利用率，同时能扭转强电荷转移带来的发射光谱红移和量子产率降低等劣势。 发现五：我们率先对菲并咪唑的6/9号位进行共轭基团衍生得到系列高效电致蓝光材料，我们的实验结果表明：1）容易修饰，能利用预先溴代的菲醌通过“一锅煮”合成方法方便获得；2）避免D/A基团的直接共轭，实现更高效的局域/电荷转移调控；大幅度提升材料热稳定性的同时，有效抑制光谱红移以获得深蓝发射。

    以上发现对开发高效蓝光/深蓝光材料具有重要的参考价值，论文被大量引用；所设计合成的蓝光材料具有高效稳定的特点，具有潜在的商业应用价值。