开发具有窄谱带发射的有机电致发光材料和器件是满足未来高清化显示要求，并保持有机发光二极管（OLED）技术竞争力的关键。多重共振型热活化延迟荧光（MR-TADF）材料由于其刚性骨架及独特的短程电荷转移（SRCT）特性表现出窄谱带发射和高效率的优势，目前已成为有机电致发光领域的研究热点。然而，该类材料通常反向系间窜越速率（kRISC）较为缓慢，相应OLED器件在高亮度下效率滚降较为严重，不利于器件的实际应用。
针对以上关键问题，深圳大学材料学院杨楚罗教授团队率先提出将硫、硒元素嵌入刚性多重共振骨架中，利用重原子效应增强单/三重激发态轨道之间的自旋轨道耦合（SOC），显著提升kRISC，从而获得兼具高发光效率和较小效率滚降的电致发光材料与器件（Nat. Photonics2022,16, 803）。尽管如此，重原子较大的原子半径不可避免地导致明显的基态与激发态结构弛豫，从而部分牺牲材料的色纯度。有鉴于此，该团队根据传统给受体（D-A）型TADF材料设计思路，提出了一种电荷转移激发态调控的分子设计策略，其核心思想在于：将合适的电子给体单元与硼氮稠环骨架中的硼原子对位正交连接，在保证最低单重激发态（S1）SRCT特性的前提下，合理引入长程电荷转移三重态（3LRCT）促进反向系间窜越过程，从而实现兼具窄半峰宽、高效率和快速kRISC的电致发光材料。相应OLED器件电致发光的半峰宽仅为27nm，并获得了高达42.3%的外量子效率和较小的效率滚降（1000cdm-2时为34.1%）。
这项工作为开发可产业化的高性能MR-TADF材料提供了具有普适性的分子设计策略。相关论文以“Charge Transfer Excited State Promoted Multiple Resonance Delayed Fluorescence Emitter for High-Performance Narrowband Electroluminescence”为题于2023年6月5日在线发表在化学类权威期刊J.Am. Chem. Soc.（《美国化学会会志》）上。文章第一作者为深圳大学黄忠衍助理教授，通讯作者为深圳大学曹啸松助理教授和杨楚罗教授，该工作得到了国家自然科学基金委、广东省基础与应用基础研究基金委员会、深圳市科技创新局的大力支持。
全文链接：https://pubs.acs.org/doi/full/10.1021/jacs.3c01267
材料学院
2023年6月19日
