基于高阶硼氮杂稠环芳烃的高效窄谱带有机电致发光材料

为满足下一代超高清显示要求，发展窄谱带有机发光材料是目前有机发光二极管（OLED）领域的热点问题。在此背景下，基于硼氮杂稠环体系的多重共振热活化延迟荧光（MR-TADF）材料凭借其高发光效率、高色纯度等优势，受到学术界和产业界广泛关注。然而，该类材料较长的激发态寿命使得三重态激子易于淬灭，器件效率滚降严重。如何在不牺牲窄谱带发光特性的同时缩短激发态寿命，一直是高性能MR-TADF材料发展的瓶颈。

针对上述挑战，深圳大学杨楚罗教授、曹啸松副教授研究团队从创新分子结构的角度出发，提出了硼-氮共价键参与共轭拓展的分子设计策略。作者在经典MR-TADF 发光单元的基础上，通过后功能化反应路径，构筑了结构新颖的高阶硼氮杂稠环骨架（DABNA-3B和BCzBN-3B），实现了器件综合性能的全面提升。理论计算结果表明，硼-氮共价键的引入不仅显著增强了分子平面性与刚性，抑制了高频振动，还有效保持了多重共振电子结构并促进了电子离域。得益于此，目标化合物在荧光量子产率、半峰宽、反向系间窜越速率及水平偶极取向等多项关键光物理性能参数上相较于对比分子均获得了显著提升。其中，BCzBN-3B更是实现了极窄的半峰宽（正己烷溶液中仅为8 nm），并展现出高达0.9 × 10⁶ s⁻¹的反向系间窜越速率。

在此基础上，作者构筑了兼具窄谱带发射、高外量子效率和低效率滚降特性的天蓝光OLED器件。特别值得一提的是，基于BCzBN-3B的器件最大外量子效率高达42.6%，这一效率刷新了二元发光层OLED器件的效率纪录。此外，在亮度为1000 cd m⁻²时，该器件仍能保持30.5%的效率，展现出较小的效率滚降。这项研究为有效平衡材料色纯度和激子利用率提供了新的设计思路，展示了高阶硼氮杂稠环芳烃体系在OLED领域的应用前景，对于推动超高清OLED显示技术的发展具有重要意义。该研究结果发表于《国家科学评论》，深圳大学材料学院硕士研究生黄星宇、博士研究生刘佳慧为论文的共同第一作者，曹啸松副教授和杨楚罗教授为论文通讯作者。

研究详情请见原文：

B‒N Covalent Bond Involved π-Extension of Multiple Resonance Emitters Enables High Performance Narrowband Electroluminescence.

https://doi/10.1093/nsr/nwae115

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