硼氮结构多重共振热活化延迟荧光(MR-TADF)材料是一类基于硼/氮(B/N)掺杂多环芳烃的纯有机发光材料,其核心优势是窄带、高效、高色纯度,是超高清有机电致发光(OLED)显示的关键候选材料。然而,其固有的平面结构导致材料易发生聚集,引起的强相互作用会使材料的发光光谱展宽和红移。

本研究提出一种在经典窄带发光材料DABNA核心内外围特定位置融合螺环基团策略,制备了两个蓝色TADF材料:SFX-2BN(O-π-B)和SFX-3BN(O-π-N)。吸电子硼(B)和供电子氮(N)原子在氧周围的相对定位能够实现从天蓝色到纯蓝色的精确发光波长。刚性螺环结构充当分子内锁,有效抑制振动弛豫和π-π堆叠,两种异构体均实现了窄光谱发射(FWHM=20-22 nm)。它们在薄膜中表现出高光致发光量子产率(PLQY>90%)。相应的OLED的最大外量子效率(EQE)分别为24.8%和33.4%。此外,采用TADF辅助主体,基于SFX-2BN的器件增强至27.5%,同时保持出色的色彩纯度,CIE坐标为(0.14、0.06)接近BT.2020蓝色标准。这些结果揭示了在MR核心内特定位点通过螺环基团融合策略实现光谱窄化的关键见解。
相关工作“Peripherally fused spiro structures enable the development of narrowband TADF emitters for highly efficient blue OLEDs”发表在Chemical Science上(Chem. Sci., 2025,16, 18332-18340, DOI: 10.1039/D5SC05501F)。研究院教师李德利为论文第一作者,研究院教师蒋绪川教授、华南理工大学苏仕健教授和中国科学院宁波材料技术与工程研究所李伟研究员为该论文的共同通讯作者。