基于高阶硼氮稠合多环芳烃体系的高效窄带有机电致发光材料

为了满足下一代超高清显示器的需求，有机发光二极管 (OLED) 行业正在积极开发窄带有机发光材料。在这一努力中，基于硼氮融合多环芳烃的多重共振热激活延迟荧光 (MR-TADF) 材料因其能量效率和色纯度而备受瞩目，引起了学术界和工业界的关注。然而，这些材料通常表现出较长的激发态寿命，这会导致三线态激子的严重猝灭，从而降低器件效率。在保持窄带发射的同时解决这个问题仍然是一个关键挑战。

针对这一问题，深圳大学杨楚罗教授、曹晓松副教授团队引入了基于硼氮共价键的π共轭延伸策略，着力于创新分子结构。在传统MR-TADF发光材料的基础上，通过后功能化反应途径开发了新型高阶硼氮稠合多环芳香骨架(DABNA-3B和BCzBN-3B)。该方法不仅拓宽了窄带发光材料的设计范围，而且可以全面提升器件性能。理论计算表明，硼氮共价键的引入不仅能显著提高分子平面性和刚性以抑制高频振动，还能有效保留多重共振电子结构，促进电子离域。目标化合物在荧光量子产率、半峰全宽、反向系间穿越率、水平偶极取向等几个关键光物理参数上均较母体分子有显著改善。值得注意的是，BCzBN-3B 在正己烷溶液中实现了仅为 8nm 的极窄半峰全宽和 0.9×10 6 s −1的高反向系统间穿越速率常数。

在此基础上，作者进一步构筑了兼具窄带发射、高外量子效率和较小效率滚降特性的天蓝色OLED。值得注意的是，基于BCzBN-3B的OLED实现了42.6%的最大外量子效率，创下了采用二元发射层OLED器件的效率新高，而且在1000 cd m −2亮度下，器件仍然保持30.5%的效率，效率滚降较小。该研究为有效平衡材料色纯度与激子利用效率提供了一种新的设计理念，对推进超高清显示技术具有重要意义。该研究成果以论文形式发表在《国家科学评论》上，深圳大学研究生黄星宇和刘嘉慧为共同第一作者，曹晓松副教授和杨楚罗教授为论文通讯作者。

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