OLED材料一直是中国OLED产业发展的短板。而规避国外技术专利封锁，探索新的发光材料是可行的发展路径。在2022广东省半导体产业技术峰上，中国科学院院士、香港中文大学（深圳）理工学院院长唐本忠以“聚集诱导发光材料（AIEgens）——中国原创助力OLED产业发展”为主题，分享了聚集诱导发光材料在制造新型高效有机发光二极管材料与器件上的应用。

　　中国科学院院士、香港中文大学（深圳）理工学院院长唐本忠

　　唐本忠院士表示，“光”的研究是重大的基础科学发现，是改变生活的技术创新。他介绍，有机发光材料通常在固态和水相使用，主要应用于大型屏幕、柔性显示、节能照明；而疏水共轭分子在固态和水相自然聚集，主要应用于成像示踪、健康诊疗、疾病防治等。

　　分子聚集如何影响有机材料的发光过程（颜色和效率等）？唐本忠院士表示，作为一个写入教科书的光物理学常识，聚集导致发光猝灭 (ACQ) 效应，即有机发光体溶液的一个普遍现象，浓溶液中发光体聚集导致发光减弱→聚集猝灭发光， 固态时发光体浓度最高。因此，聚集猝灭发光效应最强。简单来说，随着水的加入，分子开始聚集，发光逐渐减弱，直至彻底消失。

　　然而，唐本忠院士介绍，其研究团队提出了中国原创概念——聚集诱导发光 (AIE)。AIE概念的提出颠覆了人们关于发光材料“聚集导致发光猝灭”的传统认识，为高效聚集态/高效发光材料的设计提供了一条新的思路，因而得到了国际上化学、材料、生物、医学等领域科学家的广泛关注。即：随着水的加入，分子开始聚集，发光逐渐增强，直至闪闪发光。

　　他介绍，AIE工作机理是从讨厌聚集到利用聚集，采用分子结构可设计，发光颜色覆盖紫外-红外波段，可调节聚集态发光量子效率。他认为，AIE分子是新材料赛场上的“全能运动员”，可应用于智能材料、液晶显示、发光二极管、有机光波导、爆炸物探测、指纹检测、化学传感器、食品质量监测、细菌甄别、细胞追踪、细胞器影像、血管成像等。聚集诱导发光的研究荣获2017年度国家自然科学奖一等奖。

　　唐本忠院士重点介绍了聚集诱导发光材料在半导体方面的应用——有机发光二极管材料上的应用。他表示，尽管中国在OLED器件及面板设计和工艺、OLED显示驱动IC取得了一定的进展，但发光及功能层材料仍然属于“卡脖子”环节。他介绍，目前OLED主要基于复合发光机制做了探索与应用，主要采用热激活延迟荧光(TADF)材料，但此类有机材料非常贵，也不太稳定，比如TADF一旦温度过高效率就降下来了。而聚集诱导发光材料即使温度很高，效率和亮度都很高。因此，AIE材料解决固态发光效率问题，有望提高OLED器件性能的“上限”。

　　他表示，基于聚集诱导延迟荧光(AIDF)概念可实现高效发光，提高材料激子利用率；抑制高电压下激子湮灭；高效率低滚降OLED器件。其中，效率最高的黄光OLED材料，非掺杂器件效率：73 cd/A, 81 lm/W, 22.6%；@1000 cd/m2：效率滚降几乎为零；器件亮度：100,000 cd/m2以上；激子利用率：~100%。

　　效率最高的天蓝光OLED材料，掺杂器件效率：73 cd/A, 68 lm/W, 38.6%；@1000 cd/m2：效率滚降几乎为零；器件亮度：10,000 cd/m2以上；激子利用率：~100%。

　　他还介绍，基于聚集诱导发光交叉长短轴策略实现高效深蓝及蓝紫光，其中长轴构筑稳定局域态发光实现光色控制，短轴实现激子注入和类型转化；提高AIE聚集体水平偶极取向实现高效光取出；AIE聚集体高能级反隙间穿越提高激子利用率；AIE聚集体层间敏化机制构建高性能白光OLED。

　　唐本忠院士也分享了其团队在产业化方面做的努力，希望通过建立转化型“高等研究院”，以AIE研究为研究主线，闯出一条真正中国特色的、世界公认的从“原始创新”到“应用转化”的新路。以材料学研究为基础，不断向外拓展生物学、医学、环境学等应用，整合设备制造、智能分析和大数据云平台资源等，实现AIE的成果在广州落地生根，并结出硕果，打造中国的“贝尔实验室”。

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