窄谱带发射是实现超高清（UHD）显示的关键。硼氮掺杂多重共振热活化延迟荧光（MR-TADF）材料因其窄半峰宽（FWHM）和100%的理论激子利用率，成为满足BT.2020宽色域标准的理想候选。然而，实现超高色纯度的绿光发射需同时精确调控发射波长和超窄FWHM（<20 nm），此前报道的绿光OLEDs均未能满足此要求。

近日，深圳大学杨楚罗教授与胡宇轩助理教授团队报道了一种协同氰基修饰与共轭拓展策略，成功开发出超窄光谱纯绿光OLEDs。基于此策略设计的MR-TADF分子CNBN和MCNBN，不仅具有超窄FWHM（分别为14 nm/0.066 eV和15 nm/0.071 eV），同时兼具接近100%的荧光量子产率（PLQY）和理想水平偶极取向（Θ//）。相应OLED器件展现出目前绿光MR-TADF材料中最窄的EL光谱FWHM（CNBN：16 nm/0.072 eV；MCNBN：17 nm/0.080 eV），最大外量子效率（EQEmax）均超过30%。尤为突出的是，基于MCNBN的器件实现了接近BT.2020绿光标准的理想CIE坐标（0.17, 0.74）。

图1：分子设计策略及结构

理论计算（DFT）表明，氰基的强吸电子特性有效降低了LUMO能级，导致光谱红移。同时，所有分子均表现出高振荡强度（f > 0.4），预示高PLQY潜力。CNBN和MCNBN展现出极小的基态与激发态均方根位移（RMSD）及重组能（CNBN: 0.0748 Å/92.7 meV; MCNBN: 0.0857 Å/106.0 meV），表明其微弱的结构弛豫，优于未修饰或氰基苯基取代的硼氮母核分子。这证实对位直接氰基修饰可有效抑制弛豫，利于窄发射。

图2：理论计算结果

Franck-Condon光谱模拟显示，相较于母核分子CzBN（峰值476 nm, FWHM 15 nm/0.084 eV），氰基修饰的CNBN发射显著红移（峰值497 nm）且FWHM减小至14 nm/0.068 eV。分子振动分析（MOMAP）进一步揭示，CNBN在低频扭曲振动模式上的黄-里斯因子（HRFs）更弱，表明其S₁与S₀态间振动耦合较弱，是FWHM减小的关键。

光物理测试证实，CNBN、MCNBN、PCNBN和PMCNBN在甲苯溶液中均呈现窄带绿光发射（峰值501-512 nm），FWHM均小于0.1 eV（14-19 nm）。其中CNBN的14 nm（0.066 eV）为绿光MR-TADF材料最小记录。在掺杂膜中，所有分子均展现高PLQY（94-99%）。MCNBN掺杂膜获得接近BT.2020标准的CIE坐标（0.18, 0.74），且所有分子均具有接近100%的理想水平偶极取向（Θ//），利于提升器件光取出效率。

图3：光物理测试结果

基于DMIC-TRZ主体的OLED器件性能优异。CNBN和MCNBN器件的EL光谱峰值/FWHM分别为506 nm/16 nm（0.072 eV）和517 nm/17 nm（0.080 eV），创绿光底发射OLED最窄记录。MCNBN器件实现了迄今最接近BT.2020绿光标准的CIE坐标（0.17, 0.74）。同时，得益于高PLQY和Θ//，器件实现了高EQE_max（CNBN: 34.4%; MCNBN: 30.8%）、高电流效率（CE_max: CNBN 98.3 cd A⁻¹; MCNBN 111.4 cd A⁻¹）和高功率效率（PE_max: CNBN 128.7 lm W⁻¹; MCNBN 145.8 lm W⁻¹）。

图4：OLED器件性能

论文信息：

标题：Cyano-Modified Multi-Resonance Thermally Activated Delayed Fluorescent Emitters Towards Pure-Green OLEDs with a CIEy Value of 0.74

全文链接： https://doi.org/10.1002/anie.202500108