实验室苏仕健教授团队： 基于反芳香性氮杂䓬并[3,2,1-jk]咔唑的π延展分子工程，面向高效率和稳定BT.2020绿色OLEDs

随着显示技术的快速发展，广播服务电视2020（BT.2020）标准为行业设立了新标杆，强调更广的色域和超高清（UHD）显示，从而对显示质量和色彩精度提出了更高要求。要实现有机发光二极管（OLED）对BT.2020标准的兼容，需同时精确调控发射波长并大幅压缩半峰宽（FWHM），这对材料设计提出了重大挑战。传统荧光材料和常规热活化延迟荧光（TADF）材料因基态与激发态间显著的结构弛豫，其FWHM通常超过50 nm，难以满足BT.2020对色彩纯度的严苛要求。而多重共振TADF（MR-TADF）机制因其刚性杂环骨架能将最高占据分子轨道（HOMO）和最低未占分子轨道（LUMO）空间分离并局域在给电子与受电子原子周围，成为开发高效窄谱带发光材料与器件的理想候选方案。尽管近年研究进展显著，同时满足BT.2020标准的高效、窄谱带且长寿命材料仍面临挑战。

近日，华南理工大学发光材料与器件全国重点实验室的苏仕健教授课题组基于反芳香性氮杂䓬并[3,2,1-jk]咔唑的π延展分子工程策略，实现高效率和稳定BT.2020绿色OLEDs，有望拓展OLED领域的应用。

本研究通过融合咔唑与氮杂䓬单元，首次构建了一种新型多环片段——二苯并[4,5:6,7]氮杂䓬并[3,2,1-jk]咔唑（ACz）。该结构中非芳香性的七元环形成不对称马鞍构型并呈现反芳香性，这一特性对调控分子共轭和电子离域起到关键作用。通过将ACz引入经典多重共振（MR）母核骨架，成功开发出基于反芳香结构的高效窄谱带发光材料体系。基于该策略的材料实现理想绿光区光谱红移（发射峰516–518 nm），半峰宽（FWHM）压缩至33–38 nm，同时具备快速辐射衰减速率、低非辐射衰减率及超过90%的光致发光量子产率（PLQY），展现出优异OLED应用潜力。以ACz-BN1为发光层的底发射OLED器件发射纯绿光（520 nm），最大外量子效率（EQEmax）达34.8%。在顶发射OLED器件中：ACz-BN1实现超纯绿光发射（峰值523nm，FWHM19.9 nm），色坐标（0.142, 0.782）接近BT.2020绿光标准（CIEy≈0.797）；ACz-BN3器件性能突破：EQEmax高达52.2%，最大电流效率（CEmax）213.7cd A⁻¹，最大功率效率（PEmax）256.4lm W⁻¹；ACz-BN4在初始亮度1000cd m⁻²下LT95运行寿命达434.9小时，创下非敏化纯有机绿光OLED的器件寿命纪录。

相关研究成果以“AntiaromaticAzepino[3,2,1-jk]Carbazole-Based π-Extended Molecular Engineering forHigh-Efficiency and Stable BT.2020 Green OLEDs”为题发表在AdvancedOptical Materials上，其中通讯作者为苏仕健教授，第一作者为胡俊涛博士。该研究工作得到了国家重点研发计划、国家自然科学基金以及中国博士后创新人才支持计划等科研项目的资助。

原文链接：https://advanced.onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adom.202501147