手性多重共振热活化延迟荧光材料具有高色纯度,高发光效率,并且可以直接生成左旋或右旋圆偏振光(CPL)的性能特点,在3D立体显示、加密信息存储以及光学通信等领域具有巨大的应用潜力。因此,开发圆偏振多重共振热激活延迟荧光(CP-MR-TADF)材料和相关器件具有重要科学意义。然而,该领域目前仍面临诸多挑战,如CP-MR-TADF材料的反系间窜越速率(kRISC)仍然较低,器件中存在很强的浓度依赖性,在高掺杂浓度下通常出现明显的光谱展宽和效率滚降,不利于OLEDs的实际应用。

近来,路萍教授团队基于“不对称螺环碳锁定结构”策略,设计合成了两对具有中心手性的CP-MR-TADF对映体(R/S)-BN-FLCz和(R/S)-BN-FLTPA。该系列分子sp³杂化螺碳手性中心有效抑制了真空蒸镀过程中的外消旋化,实现了良好的手性构型稳定性。晶体结构显示刚性构筑基元产生的较大空间位阻显著降低了聚集诱导淬灭(ACQ)效应。(R/S)-BN-FLCz和(R/S)-BN-FLTPA的掺杂薄膜在1–30 wt%的浓度范围内均保持了高荧光量子产率(PLQY>95%)和窄半峰宽(FWHM=24–27 nm),大幅降低了传统MRTADF材料的浓度依赖性。基于(R/S)-BN-FLCz和(R/S)-BN-FLTPA的非敏化器件实现了纯绿光发射(CIEy ≥ 0.72),最大外量子效率(EQEmax)分别达到37.9%和39.8%,即使在30 wt%的高掺杂浓度下,器件的EQEmax仍能保持在35.5%和36.6%,且未出现明显的色纯度下降。同时,两种CP-OLED都显示出对称的圆偏振电致发光(CPEL)光谱,电致发光不对称因子(gEL)分别为+0.85/-1.19 × 10-3和+0.84/-1.22 × 10-3。这一工作为开发兼具高效率、高色纯度、抗浓度猝灭的CP-MR-TADF材料提供了新的思路。

相关研究成果以“Circularly Polarized MR-TADF Emitters with an Asymmetric Spiro-Carbon-Locking Architecture for Concentration-Quenching-Resistant Narrowband Circularly Polarized Electroluminescence”为题,发表在Angew. Chem. Int. Ed.杂志上(doi.org/10.1002/anie.202522906)。袋鼠影视 徐阳泽博士为第一作者,袋鼠影视 路萍教授和刘福通助理教授为共同通讯作者。

论文链接://doi.org/10.1002/anie.202522906