【材料】深圳大学杨楚罗教授团队Angew：基于硼氮杂多环芳烃的窄谱带纯荧光材料实现高效稳定的电致发光- 大数跨境

【材料】深圳大学杨楚罗教授团队Angew：基于硼氮杂多环芳烃的窄谱带纯荧光材料实现高效稳定的电致发光

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2023-10-30

导读：深圳大学杨楚罗教授团队提出了一种新的分子设计策略，通过将具有多重共振效应的硼氮杂多环芳烃砌块与三线态能级较低的萘单元稠合的方式，合成了两个新型的窄谱带纯荧光材料Na-sBN和Na-dBN。

基于传统荧光材料的有机发光二极管（OLED）因其使用寿命长和成本低等优势在产业上被广泛应用。近年来，为了最大程度还原现实世界中的真实色彩，满足超高清显示的需求，研究者们正致力于探索具有窄半峰宽（FWHM）的发光材料，以用于构筑高色纯度的OLED。然而窄谱带的纯荧光材料种类稀少，目前基于现有纯荧光发光材料的OLED的效率相对较低，即便在添加敏化剂后，其器件外量子效率（EQE）普遍不足20%。因此，设计开发高性能的窄谱带纯荧光材料显得尤为重要。

近期深圳大学杨楚罗教授团队提出了一种新的分子设计策略，通过将具有多重共振效应的硼氮杂多环芳烃砌块与三线态能级较低的萘单元稠合的方式，合成了两个新型的窄谱带纯荧光材料Na-sBN和Na-dBN。在甲苯溶液中，Na-sBN的最大发射峰为516 nm，Na-dBN的最大发射峰为612 nm，两个材料的半峰宽均仅为31 nm。此外，两个材料均表现出极高的光致发光量子效率（接近100%）和分子水平偶极取向（90%以上）以及超快的辐射跃迁速率（高于10⁸s^-1）。

图1. 分子设计及其吸收、发射光谱

基于这两个材料制备的电致发光器件均展示了优异的性能，在磷光敏化剂的辅助下，兼具高效率、低滚降、高色纯度和长寿命等优点。Na-sBN和Na-dBN的电致发光器件最大外量子效率（EQE）分别高达28.8%和25.2%，即使在10000 cd m^-2的超高亮度下，其EQE仍分别高达25.8%和18.6%。其中，基于Na-dBN的红光器件表现出非常接近美国国家电视标准委员会（NTSC）发布的纯红光标准的CIE色坐标，其最大EQE刷新了纯荧光红光OLED的最高记录。在100 cd m^-2的初始亮度下，基于Na-sBN和Na-dBN的器件操作寿命分别为125447小时和33830小时。

图2. 器件结构及其性能

总得来说，该工作提出了一种新型的构建窄谱带纯荧光材料的策略，成功地将多重共振砌块和多环芳烃萘单元进行稠合，制备出了两例新颖的窄谱带纯荧光材料Na-sBN和Na-dBN。这类材料展现出了优异的窄谱带发光特性，具有极高的光致发光效率和稳定性，基于其制备的电致发光器件兼具效率高、滚降小、色纯度高和器件寿命长等优点。这一成果近期发表在Angewandte Chemie International Edition 上，深圳大学为唯一完成单位，文章通讯作者为深圳大学杨楚罗教授，第一作者是深圳大学博士后胡宇轩，深圳大学博士研究生黄曼莉为共同一作。该工作得到了国家自然科学基金委以及深圳市科技创新委员会的大力支持。

原文（扫描或长按二维码，识别后直达原文页面）：

Narrowband Fluorescent Emitters Based on BN-Doped Polycyclic Aromatic Hydrocarbons for Efficient and Stable Organic Light-Emitting Diodes

Yuxuan Hu, Manli Huang, He Liu, Jingsheng Miao, Chuluo Yang

Angew. Chem. Int. Ed., 2023, DOI: 10.1002/anie.202312666

导师简介

杨楚罗教授：深圳大学材料学院特聘教授，国家高层次人才基金获得者，英国皇家化学会会士，全国百篇优秀博士论文指导教师，深圳市国家级领军人才，深圳市新型信息显示与存储材料重点实验室主任，深圳市孔雀团队负责人。1997年在武汉大学化学系有机化学专业获理学博士学位。1999年至2002年期间在香港科技大学化学系、美国新奥尔良大学化学系、美国罗切斯特大学化学系进行博士后研究。2010年在英国剑桥大学化学系、2014年在加拿大多伦多大学任访问教授。2003-2017年任武汉大学教授，博士生导师，湖北省有机高分子光电功能材料重点实验室主任。近年来先后主持国家自然科学基金委重点项目、国家自然科学基金委杰出青年基金、国家科技部973计划等省部级研究项目30余项，在Nat. Photon., Adv. Mater., J. Am. Chem. Soc., Angew. Chem. Int. Ed., Nat. Commun., Sci. Adv., Energy. Environ. Sci.等国际高水平期刊发表SCI学术论文500余篇，论文他引23000余次，多次入选Clarivate和Elsevier全球高被引学者名单。获授权中国发明专利近40项。曾二次获湖北省自然科学奖一等奖，获广东省自然科学奖二等奖。

杨楚罗教授课题组长期招收有机合成、有机光电功能材料和器件方向的博士后。

课题组主页：

https://www.x-mol.com/groups/Yang_Chuluo