近日，华南理工大学发光材料与器件全国重点实验室王志明研究员课题组，为这一行业困境带来了突破性解决方案。团队基于自主提出的 “交叉长短轴”（CLSA）分子设计策略，通过间位连接进一步缩短材料共轭程度，成功设计出可有效抑制聚集红移的紫外光材料 m-Cz。基于该材料的非掺杂 UV-OLED 器件，实现了发光峰 382 nm、最大外量子效率（EQE）8.3%、紫外光占比（UV400）59.6% 的优异性能，成为目前全球效率最高的非掺杂 UV-OLED，相关成果以 “Realization of high-efficiency UV-OLED used as excitation light sources via referenceable crossed long-short axis lighting emitter design strategy” 为题，发表在国际权威期刊《Chemical Engineering Journal》上。
要理解这一成果的突破性，首先需解析 “交叉长短轴”（CLSA）策略的创新逻辑。作为专为高性能短波长发光材料设计的分子架构，CLSA 策略的核心在于在 “电荷转移（CT）态主导的分子短轴” 与 “局域态主导的分子长轴” 之间，构建近似垂直的扭转角 —— 这一设计如同为分子搭建了 “双通道系统”：由发光基团组成的分子长轴，能确保材料具备高的光致发光外量子效率（PLQY），为高效发光奠定基础；而短轴的给受体结构，则可优化载流子的注入与传输效率，避免电荷在器件内部堆积损耗；更关键的是，高能级的 CT 态能打开 “热激子通道”，让原本难以利用的非辐射激子转化为辐射激子，大幅提升激子利用率，从根本上解决短波长材料发光效率低的问题。
正是得益于 CLSA 策略的精妙设计，m-Cz 材料展现出远超传统紫外材料的性能：其激子利用率高达 84.5%，意味着绝大多数激子都能转化为有效光输出；同时，团队通过 “间位连接” 设计，进一步限制了 m-Cz 的共轭程度、增加分子空间位阻 —— 这一细节设计至关重要，它能有效避免材料在成膜过程中因分子聚集导致的光谱展宽与红移（传统紫外材料常因聚集问题，发光波长向可见光偏移，降低紫外光占比）。实验数据显示，m-Cz 在纯膜状态下仍能保持 387 nm 的紫外发光，且 PLQY 达 57.6%；更值得关注的是，无论在掺杂还是非掺杂 OLED 器件中，m-Cz 的发光峰始终稳定在 382 nm，彻底解决了紫外材料 “聚集红移” 的行业痛点。
在器件性能上，m-Cz 的表现同样亮眼：在掺杂器件中，其最大外量子效率（EQEmax）高达 10.6%，紫外光占比（UV400）达 57.5%；即便在工艺更简单、成本更低的非掺杂器件中，EQEmax 仍能达到 8.3%，UV400 占比更是提升至 59.6%—— 这意味着器件发出的光中，近 60% 是波长≤400 nm 的纯紫外光，远超传统 UV-OLED“紫外 + 可见光混合发光” 的水平，为紫外光源的精准应用提供了可能。
更具价值的是，团队还通过一系列实验验证了该 UV-OLED 的实际应用潜力：在激发荧光粉末测试中，器件能高效激发荧光材料发光；在人民币防伪标识验证中，可清晰识别防伪图案；同时，还能用于验证 “聚集诱导发光” 现象，以及激发窄光谱材料 —— 这些应用场景覆盖了光催化、防伪检测、材料研究等多个领域，证明该技术并非实验室阶段的概念，而是具备商业化落地能力的实用方案。
对于行业而言，华南理工团队的研究不仅突破了 UV-OLED 的效率瓶颈，更带来两大关键价值：一是提出 “UV400” 概念，为紫外 OLED 的 “紫外光纯度” 提供了明确量化标准，此前行业因缺乏统一指标，难以精准评估器件性能，UV400 的定义将推动行业测试与研发规范化；二是为蓝、紫光等短波长有机发光材料提供了可复制的分子设计范式，CLSA 策略的成功，为其他短波长材料的研发提供了清晰路径，有望带动整个短波长 OLED 领域的技术进步。
据悉，该研究得到国家自然科学基金、广东省自然科学基金、云南省科技厅重点项目等多项科研项目资助，博士研究生娄敬丽、硕士郭学成、博士研究生陈艺超为共同第一作者，王志明研究员、张翰博士为共同通讯作者。这一成果不仅彰显了华南理工大学在发光材料领域的科研实力，更让紫外 OLED 从 “理论可能” 走向 “实际应用”，未来有望在环保光源、精准光催化、高端防伪、生物医疗等领域，替代传统有毒汞灯与刚性 LED，开启紫外光源的 “柔性高效时代”。