前沿OLED应用场景，诸如虚拟现实、透明显示，需要电致发光器件在高亮度（超过10,000尼特）下工作，这对高亮度水平下的器件外量子效率（EQE）提出了高要求，甚至超越了最大外量子效率本身的重要性。为了在高亮度下实现高效的电致发光，发光材料需要兼具高激子利用率和短激子寿命。近年来，多重共振（multi-resonance, MR）热活化延迟荧光（thermally activated delayed fluorescence, TADF）分子因其兼具窄谱带发射和高光致发光量子效率（PLQY），成为有机发光二极管（OLED）中极具前景的发光材料。TADF发光材料的反向隙间窜跃速率（k_RISC）对于实现具有低效率衰减的高性能OLED至关重要，然而，MR-TADF发光材料固有的、原子定域化的分子前线轨道分布特性通常导致其反向隙间窜跃过程较慢，使得其相应器件在高亮度下效率滚降明显。因此，设计具有高k_RISC的MR-TADF材料具有重要意义。根据费米黄金法则，减小分子的单-三线态能级差（ΔE_ST）并增强自旋轨道耦合（SOC）是提高TADF分子的k_RISC的两种途径。目前，文献已报道了通过在MR分子骨架中引入重原子硒以增强SOC，提升MR-TADF材料k_RISC的方法。将Se直接嵌入到MR-TADF框架中，特别是非平面的六元环，往往会导致红移发射和结构弛豫加剧，从而降低色纯度。在目前阶段，实现FWHM小于20 nm，RISC速率超过10⁶ s^-1的深蓝光MR-TADF发射分子仍然是一个艰巨的挑战。

图1：分子设计思路

针对上述问题，深圳大学杨楚罗团队将π共轭拓展与重原子效应协同结合，可以促进更高效的反向系间窜越过程。基于已经报道过的DB分子，参考深蓝光明星分子BN3骨架，将苯并[b]硒吩嵌入其中，进一步提高分子刚性，在保持较窄的FWHM的前提下，促进RISC并降低重组能，得到分子DBDS和DBDSe。基于此，我们证明了将苯并[b]硒吩稠合到双硼嵌入框架上，可以得到溶液下发射峰位于453 nm和FWHM为17 nm的发光材料，同时其反向系间窜越速率（k_RISC）显著提高，高达3.0×10⁶ s^-1，这是迄今为止纯有机深蓝光MR-TADF发光材料中报告的最高值。两个分子的PLQY和水平偶极矩都高达99%，得益于此，相应的非敏化二元器件EQE_max均超过39%，且半峰宽仅为18 nm。其中基于DBDSe的器件EQE_max达到了40.5%，是目前双组分非敏化深蓝光器件的最大值，CIE坐标为（0.140，0.059），最大亮度超过30000 cd m^-2，由于快速的RISC，其分别在100和1000 cd m⁻⟡下保持38.4%和28.2%的EQE，效率滚降得到抑制，这一成果为我们进一步探索和优化深蓝光MR-TADF分子的性能奠定了坚实的基础，这样一种极为优异的同时分子设计策略，为下一代深蓝光OLED显示出了显著的潜力。

图2：电致发光器件性能

相关论文发表于ADVANCED MATERIALS，文章第一作者为深圳大学研究生林泓，通讯作者为深圳大学杨楚罗教授和曹啸松副教授。

论文信息：

论文标题：Deep-Blue Narrowband OLEDs Achieve External Quantum Efficiency Over 40% and Blue Index of 422 by Synergistic π-Extension and Heavy-Atom Effect

论文链接：https://doi.org/10.1002/adma.202502459