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本报讯10月15日，云南大学化学科学与工程学院高分子专业丁军桥课题组在高效率BT.2020蓝光OLED领域取得新进展，其成果以“PeripheralSubstitutionEngineeringofMR-TADFEmittersEmbeddedWithB-NCovalentBondTowardsEfficientBT.2020BlueElectroluminescence”为题，在线发表于AdvancedMaterials。

自1987年首次制备出有机发光二极管（OLEDs）以来，尤其是随着高清显示技术的迅猛发展，引入了从国家电视标准委员会（NTSC）标准到新一代超高清视频制作与显示系统的BT.2020标准，定义了蓝色色域的国际照明委员会（CIE）坐标为（0.131,0.046），实现高效率和高色纯度的蓝色OLEDs始终是一项艰巨挑战。为了满足上述严格要求，一种可行的策略是将发光光谱向深蓝甚至紫外区域移动。但是，由于传统荧光、贵金属磷光、热活化延迟荧光（TADF）以及热激子的荧光材料通常具有超过50nm的光谱半峰宽（FWHM），导致起始波长不可避免地延伸至400nm以下，而且相应的紫外光成分不仅会产生较大的电荷注入势垒，增加驱动电压，还有可能产生高能激子，导致设备稳定性降低。因此，开发无紫外光的纯蓝色发光材料以保持适当的发光峰值，同时缩小FWHM值以提高色纯度，成为迫切需要。

近年来，硼/氮（B/N）掺杂的多环芳烃（PAHs）展现出了独特的多共振热活化延迟荧光（MR-TADF）效应，并实现了整个可见光区的窄谱带TADF。例如，从三元掺杂的母核骨架（BCz-BN）出发，利用二元掺杂、部分或完全用氧原子替代氮原子，以及B/N和B/O片段的杂化，目前已报道了外量子效率（EQE）超过20%且CIEy接近0.046的高效率超纯蓝光窄谱带发光材料。尽管取得了显著的进展，但BCz-BN骨架固有的分子内短程电荷转移（CT）特性使其发光颜色位于天蓝色区域，这使基于经典B/N掺杂的PAHs向BT.2020蓝光标准进行颜色调谐的空间极为有限，同时其进展也远远落后于绿光和红光材料。

作为替代方案，B-N共价键结合B/N掺杂的PAHs引起了广泛的关注，因为它们能够将B/N骨架的MR-TADF特性与B-N分子的简单合成相结合。这种骨架特征不仅降低了B原子的吸电子强度，还减弱了处于对位B/N结构的分子内短程电荷转移特性，进一步窄化了光谱。此外，相应的母核［B-N］N较BCz-BN表现出明显蓝移的PL光谱和更窄的FWHM值，进一步表明，掺杂B-N的MR-TADF发光材料在满足BT.2020色域的蓝光OLEDs中具有更大的潜力。

基于此，该课题组研究了一种通过B-N共价键的外围取代工程来实现高效BT.2020蓝色电致发光（EL）的MR-TADF发光材料。首先，简单取代引入了保护基团或对称的硼化位点，开发出一种无锂试剂的一锅硼化-环化方法，使得目标蓝色MR-TADF发光材料的合成产率超过90%。其次，通过母核［B-N］N与取代基tCz之间的对位B-π-N和间位B-π-N共轭的电子耦合效应来精细调节其激发态能级。第三，外围取代引入的立体位阻在一定程度上可以减少固态中分子间的相互作用和光谱展宽。基于此，具有对位B-π-N结构的［B-N］N2实现了超纯BT.2020蓝色电致发光，展现出20.3%的最大EQE，FWHM为20nm，CIE坐标为（0.152,0.046）。与B/N掺杂的PAHs相比，掺杂B-N的PAH骨架为深蓝光材料设计提供了巨大的空间，对于开发满足BT.2020色域的高效蓝色MR-TADF发光材料开辟了新的路径。

论文通讯作者为云南大学孟国云副教授、丁军桥研究员以及清华大学张东东助理研究员，第一作者为云南大学硕士研究生万丹芮和清华大学博士研究生周健平。该研究工作得到国家自然科学基金、云南省基础研究项目的大力支持。（国际河流与生态安全研究院）