本课题组依托柔性电子全国重点实验室，是较早并长期致力于纯碳芴芳烃化学、有机蓝光半导体设计与制备、柔性印刷OLED显示技术的研究团队，主要研究方向如下：
研究方向一、高性能纯碳有机半导体的设计与制造：揭示了宽禁带蓝光有机半导体（超宽禁带Eg>3.4 eV）缺陷态的分子机制，发展了多级结构有序化策略、构建了高效稳定宽禁带有机半导体及其光电器件，将有助于推动新型超宽禁带半导体在新一代信息显示技术和光电集成电路领域的应用。
宽禁带有机半导体蓝光不稳定性机制：窄带隙无序聚集缺陷态结构。超宽带隙（Eg>3.4 eV），是半导体实现蓝光发光的本源性因素，也是导致蓝光半导体载流子浓度低和迁移率低、发光不稳定性的重要原因。开发高效、稳定超宽禁带有机半导体，一直是提高蓝紫光二极管（OLED）稳定性和性能的主要途径之一。与其它宽禁带发光半导体类似，纯碳聚芴半导体易产生绿光带发光，难以实现高性能蓝光 OLED 的可控制备。然而，传统酮基结构化学缺陷的形成，是被广泛认同的宽禁带蓝光有机半导体绿光带起源机制。结合晶体和分子工程，候选人通过超快光谱技术，原创性发现了传统蓝光有机半导体晶体和薄膜存在痕量长寿命长波发光，主要归因于无序分子聚集引起“窄带隙”缺陷结构的形成，是降低宽禁带有机半导体稳定性和效率的重要原因之一。多级结构化策略抑制无序缺陷结构的形成，构筑高性能宽禁带蓝光有机半导体及其 PM-OLED 显示器件。抑制缺陷结构的形成，是提高蓝光 OLED 稳定性和效率的关键之一。候选人提出将分子设计与聚集态工程相结合，构筑了基于平面化构象（β 构象）分子的多级有序结构发光中心，呈现低的分子振动和耦合驰豫、高的蓝光稳定性和效率，使其 OLED 具有更稳定的深蓝光发光（CIE: 0.15, 0.10）、更窄的电致光谱（FWHM: <30 nm）、更佳的电流效率（提升 2 倍）、更高的载流子迁移率（提升 1 个数量级）以及更高的发光亮度（提升 3 倍），并实现了大面积被动矩阵 OLED（PM-OLED）显示器件的绿色制造。相关工作以独立第一作者或通讯作者在Nature Commun、Adv Mater、Chem、Light Sci Appl等期刊发表论文30篇。
研究方向二、可印刷有机半导体与OLED显示系统：提出了超分子自封装策略，抑制宽禁带蓝光有机半导体中无序聚集缺陷态结构的形成，实现了被动矩阵有机发光二极管（PM-OLED）显示器件的印刷制造，进而促进塑料印刷电子和显示技术的发展。
单分子激发态过程、提升蓝光发光效率和稳定性。抑制缺陷态结构的形成、降低多链激子动力学行为，提升激子利用率，提高发光效率和稳定性，是实现稳定高效宽禁带有机半导体及其 OLED与显示器件可控制造的关键。候选人提出分子封装方法，证明了固体溶液中单分子态可有效抑制分子极化子对的形成、激子-激子湮灭，降低非辐射跃迁机率，实现单线态激子限域效应，提高蓝光分子的发光效率（提高近 300%）和稳定性。提出超分子自封装策略构建高性能、窄谱带、可印刷超宽禁带蓝光有机半导体与 OLED 显示器件。受器件封装启发，候选人发展了超分子自封装策略，抑制共轭骨架间的 π-电子云耦合，实现限域型单链单线态激子行为，从而提高发光区域激子浓度、抑制缺陷态结构导致的非辐射复合，呈现 FWHM < 32 nm 的窄谱带深蓝光发光，构筑大面积、均匀蓝光印刷 OLED，结合加工技术与驱动电路设计，实现了单色显示、微米级 OLED 图案化像素点阵列与 PM-OLED 显示器件的印刷制造。相关工作以独立第一作者或通讯作者在Nature Commun、Adv Mater等期刊发表论文28篇。
研究方向三、可拉伸有机半导体与柔性OLED显示：发展并论证了超分子方法构建多级动态发光结构，兼具高光电性能与柔性，提高了有机半导体及光电器件的形变应力耐受性，构筑高性能柔性光电器件，将促进有机半导体在柔性光电技术与集成电路的发展。
传统有机材料通常具有优异的柔性行为，主要归因于柔性分子间缠结、交联作用，可实现对外场作用下能量的吸收与释放形成。然而，有机半导体主要是基于平面稠环单元、通过共价键或非共价键方式连接起来具有特定光电磁行为的一类功能分子。因此，相比于以 σ-单键为主的柔性分子，具有刚性平面稠环共轭骨架的有机半导体，由于共轭稠环骨架间的面-面静电和 π-π 作用，倾向于形成有序的堆积、取向和结晶结构，很难形成分子间动态缠结点、实现动态粘弹性行为。因此，如何提高有机半导体的本征可拉伸性，是构建稳定、高效柔性蓝光发光器件的重要前提。为了构建高效本征柔性有机蓝光材料，候选人提出超分子功能化策略构筑本征弹性有机功能晶体，通过形变前后的直观晶体解析，在原子水平可视化发现动态可逆的氢键作用，是提高有机半导体弹性行为的内在驱动力，调控分子的激发态行为在，应用于长余晖多彩光波导，首次直观、系统论证了通过超分子动态结构可实现有机半导体的本征柔性。面向聚合物纳米薄膜的本身特殊性，建立了一套原位量化高分子蓝光薄膜机械力学属性的评价方法，为评价粘弹性聚芴高分子本征力学属性提供了一套普适性方法，将有助于促进柔性塑料光电子学技术的发展。针对传统发光层中 π-共轭骨架易产生不可逆的脆性断裂和蓝光发光不稳定性问题，候选人提出了内增塑策略，在主链中引入动态可逆物理交联结构提高发光层的应力耐受性、构建本征可拉伸粘弹性芴基蓝光聚合物及其发光器件。相关工作以独立第一作者或通讯作者在Nature Commun、Adv Mater、Chem、Matter等期刊发表论文25篇。