研究背景：

寻找符合严格BT.2020色域标准（要求理想峰值、窄半峰宽和最小单重态-三重态能级分裂）的深蓝光发射器，常常受到多共振热激活延迟荧光分子复杂合成的阻碍。

近日，深圳大学杨楚罗教授课题组提出了一种新颖的、选择性的策略：通过分子内亲电硼化反应将B–O路易斯对整合到MR-TADF体系中。通过精细控制串联硼-傅克反应，他们合成了鞍形分子3BON，尽管稠合硼结构通常易发生逆硼-傅克反应。3BON表现出高效的深蓝光TADF发射，峰值在440nm，半峰宽为18nm，以及低的ΔEST为0.12eV。与其母体发射器DABNA-1相比，3BON同时实现了光谱蓝移、半峰宽变窄和ΔEST减小。主相互作用轨道分析表明，涉及B–O路易斯对的独特轨道相互作用使能级失稳，从而导致发射蓝移。使用3BON的有机发光二极管展示了最先进的性能。该器件在9 wt.%掺杂浓度下实现了24.8%的最大外量子效率，并具有超深蓝窄带发射（峰值443nm，半峰宽24nm；CIE: 0.1554, 0.0454），完全满足BT.2020标准。此外，3BON独特的鞍形结构赋予了其显著的掺杂耐受性，在0.5–20 wt.%的宽掺杂范围内，EQEmax攀升至26.3%。超荧光器件也表现出优异的性能（EQEmax = 23.8%，峰值441 nm，半峰宽19 nm）。这些结果代表了迄今为止报道的、性能最佳的符合BT.2020标准的OLED之一。

图1. 合成路线图：插入了中间体的HOMO分布图（紫色圆圈表示HOMO图案中的成键特性）以及2BON和3BON的单晶结构图（椭球概率40%）。

图2. 3BON的详细单晶结构：a) 相关平面及其二面角；b) 聚焦于MR骨架在不同视角轴向上的纽曼投影图；上：C12─B3键；左下：C13─B3键；右下：C34─B3键。

图3. a) 3BON和tBu-2BON的HOMO和LUMO分布图；b) 3BON掺杂薄膜的延迟衰减曲线，插图：瞬发衰减曲线；c) 3BON、tBu-2BON和OMe在甲苯中的紫外-可见吸收光谱；d) 3BON、tBu-2BON和OMe在甲苯中的光致发光光谱。

图4. 轨道对示意图：为清晰起见省略了另一组简并轨道，连接每个MR骨架PIOs和B–O路易斯对PIOs的虚线对应的彩色百分比是该PIO对此PIMOs的贡献权重。

图5.  a) 器件1–4的激子复合区迁移示意图；b) 器件1–4在4 V工作电压下的EL光谱：器件1：峰值427 nm，半峰宽53 nm；器件2：峰值427 nm，半峰宽70 nm；器件3：峰值427 nm，半峰宽50 nm；器件4：峰值441 nm，半峰宽19 nm。

图6.  a) 已报道的基于MR-TADF发射器且CIEy<0.1的代表性深蓝光OLED的外量子效率、EL峰值和半峰宽对比（圆形），本工作的器件性能以星形标示（标签对应支持信息表S3中的条目）；b) 不同掺杂浓度下的外量子效率随亮度变化图，插图：不同浓度下的CIEy值变化；c) 不同掺杂浓度下的电流效率和功率效率曲线；d) 不同掺杂浓度在1000 cd m⁻²亮度下的电致发光光谱。

文章总结

一、创新性地引入了B–O路易斯对策略：通过分子内亲电硼化反应，将B–O路易斯对成功整合到MR-TADF骨架中，这是一种新颖且高选择性的分子设计策略，克服了传统MR-TADF分子合成的复杂性。 二、实现了优异的光物理性能协同优化：所得分子3BON同时实现了深蓝光发射（峰值440 nm）、窄半峰宽（18 nm）和小的单重态-三重态能级分裂（0.12 eV），这种发射蓝移、光谱窄化与ΔEST减小的协同提升得益于B–O路易斯对引起的独特轨道相互作用对前沿分子轨道能级的调控。 三、获得了高性能且具掺杂耐受性的BT.2020深蓝光OLED：基于3BON OLED器件实现了高达24.8%-26.3%的外量子效率，其电致发光完全满足严格的BT.2020蓝光标准；特别地，3BON独特的鞍形分子结构赋予了器件优异的掺杂浓度耐受性，在0.5-20 wt.%的宽范围内均能保持高性能，这在无外围屏蔽基团的MR-TADF发射器中尚属首次报道。 四、提供了深入的机理见解并展示了器件工程优化：通过主相互作用轨道分析揭示了B–O路易斯对调控发光性质的电子结构根源；通过精确控制激子复合区等器件工程手段，进一步优化了器件性能，并成功制备了高性能的超荧光器件，为未来材料设计与器件优化提供了重要参考。