热活化延迟荧光（TADF）聚合物因其近100%的激子利用率、无贵金属参与以及适用于溶液法加工的低成本、柔性、大面积显示，在有机发光二极管（OLED）领域备受关注。通常，TADF聚合物通过直接将TADF单元接到侧链或嵌入主链来设计。基于这些方法，已开发出多种TADF聚合物，其电致发光器件的外量子效率（EQE）超过20%。尽管这些D-A型TADF聚合物的效率较高，但其发射光谱较宽，半峰宽（FWHM）通常超过70 nm，难以满足高质量显示所需的广色域要求。与D-A型TADF聚合物相比，MR-TADF聚合物的设计更具挑战性，因为MR-TADF的前线分子轨道（FMO）分布对分子结构敏感，使得能级调节变得困难。此外，由于共轭主链的三重态能可能不足以通过从主链到蓝光BN单元的Förster共振能量转移（FRET）实现蓝色发射，因此当采用侧链方法设计蓝光MR-TADF聚合物时，不可避免地会遇到困难。
图1：窄带发射TADF聚合物的分子设计策略
针对以上难题，深圳大学杨楚罗教授、黄忠衍助理教授团队通过将芴环咔唑MR单元整合到共轭的聚咔唑主链中，报道了一种设计窄带蓝光MR-TADF共轭聚合物的可行方法。考虑到基于BN的PAHs的特性，BN基单体的设计是聚合物的关键。在此工作中，基于BN的蓝色MR-TADF发光分子DBN作为单体，其中的咔唑单元为主链聚合提供了两个活性位点。此外，聚合后DBN中的咔唑单元成为主链的一部分，而不会打断共轭。
光谱研究表明，所有新型聚合物均展现出具有窄带蓝光发射（FWHMs为23 nm）的TADF特性。基于这些聚合物的溶液处理有机发光二极管（OLED）实现了最大外量子效率（EQEmax）高达17.9%，发射峰位于479 nm，半峰宽（FWHM）为28 nm。聚合物在纯膜状态下的PLQY分别为57%（PCzDBN1）、54%（PCzDBN3）和28%（PCzDBN5）。除此之外，基于PCzDBN1器件的最大电流效率为21.0 cd A⁻¹，最大功率效率为18.9 lm W⁻¹；PCzDBN3器件的最大电流效率为26.5 cd A⁻¹，最大功率效率为23.8 lm W⁻¹；PCzDBN5器件的最大电流效率为22.1 cd A⁻¹，最大功率效率为19.8 lm W⁻¹。
图2：基于PCzDBNx器件的性能
这项工作为为窄带发射TADF聚合物的设计提供了新的思路，通过实现窄带蓝光发射，这些新型TADF聚合物有望满足未来高分辨率、高色域显示技术的需求。此外，溶液处理的可行性也为大规模生产和应用提供了可能。
相关成果以标题“Blue TADF Conjugated Polymers with Multi-Resonance Feature toward Solution-Processable Narrowband Blue OLEDs”发表于ADVANCED FUNCTIONAL MATERIALS上。文章第一作者为深圳大学硕士研究生罗文博，通讯作者为深圳大学杨楚罗教授、黄忠衍助理教授。
论文信息：
标题：Blue TADF Conjugated Polymers with Multi-Resonance Feature toward Solution-Processable Narrowband Blue OLEDs
全文链接：https://doi.org/10.1002/adfm.202310042
