Angew. Chem.: 深圳大学杨楚罗教授团队-七元环稠合咔唑和螺环锁定的硼氮多重共振分子实现超长寿命的窄带绿光OLED
在超高清（UHD）显示技术日益发展的今天，如何同时实现高效率、窄带发射和长器件运行稳定性，一直是有机发光二极管（OLED）领域的核心难题。尤其是对于绿光发射，其色纯度对色域的提升具有至关重要的影响。深圳大学杨楚罗教授、胡宇轩副研究员团队在国际顶级期刊Angewandte Chemie International Edition上发表了题为“Boron-Nitrogen Multi-Resonance Framework With Heptagon-Fused Carbazole and Spiro-Locking Units Enables Extremely Long-Lifetime Narrowband Green OLEDs”的研究论文。该研究提出了一种协同分子设计策略：通过将七元环稠合咔唑（HpCz）与螺环锁定（Spiro-locking）单元引入硼氮（BN）多重共振（MR）框架，成功开发出具有超长器件工作寿命的窄带绿光发光材料 。📚研究背景
硼氮多重共振（BN-MR）材料因其近乎100%的量子效率和极窄的半峰全宽（FWHM），已成为下一代显示技术的有力竞争者 。然而，这类材料在电场下极易发生单电子氧化，导致分子降解，限制了器件的工作寿命 。此外，尽管通过骨架扩展可以调节发光颜色，但往往会引入振动耦合，导致光谱展宽 。因此，寻找一种既能保持窄带特性，又能显著提升化学稳定性的结构单元，成为了学术界和工业界的共同追求 。🔬 分子设计
研究团队将3-氮杂二苯并[g, i, j]萘并[2, 1, 8-cde]薁（HpCz）和二苯并咔唑（DBCz）单元分别引入BN框架中，并利用螺芴桥键进行锁定，合成了四种分子：DBCzB、HpCzB、DBCzB-Fl和HpCzB-Fl 。七元环稠合（HpCz）：与传统的DBCz单元相比，HpCz单元因其特殊的七元环结构和位阻效应，诱导了分子骨架的非平面扭曲 。这种设计不仅提高了分子的热稳定性（Td高达480°C），还显著减弱了分子间的π-π堆积，降低了激子猝灭 。螺环锁定（Spiro-locking）：螺芴桥键如同一个稳固的“支架”，大幅增强了分子的刚性，抑制了激发态下的结构弛豫 。理论计算表明，HpCzB-Fl具有最小的重组能（0.93 eV）和均方根位移（RMSD, 0.054 Å），预示着其将拥有最窄的发光带宽 。🎨 光物理性能
在甲苯溶液中，螺环锁定后的分子展现出优异的窄带绿光特性 ：HpCzB-Fl：发射峰位于531 nm，半峰全宽（FWHM）仅为22 nm。色纯度：在正己烷中，其CIE坐标为(0.220, 0.711)，极度接近NTSC绿光标准 。此外，HpCzB-Fl表现出纯荧光发射特性，其辐射衰减速率（kr）高达2.8 × 108 s-1，且拥有极高的水平偶极取向率（Θ∥ = 92%），为高效能量转移和光提取奠定了基础 。由于较大的单线态与三线态能隙（>0.29 eV），四种材料均未表现出TADF特性。🏆OLED器件性能
研究团队采用超荧光（Hyperfluorescence, HF）器件结构评估了分子的应用潜力。在发光层（EML）中，采用了双极性热活化延迟荧光（TADF）主体材料 DMIC-TRZ 和磷光敏化剂 Ir(ppy)3，以协同捕获三线态激子，并促进能量高效地转移至荧光发射体。高效率：基于HpCzB-Fl的器件实现了27.7%的最大外量子效率（EQE），电流效率为113.0 cd/A 。极致寿命：在1000 cd/m²的初始亮度下，器件的运行寿命LT90达到了惊人的17,811小时 。这一数值是其DBCz类似物（DBCzB-Fl）的2.3倍，充分证明了HpCz单元在提升BN框架稳定性方面的卓越作用 。🎓研究意义与未来展望
该研究建立了一个利用七元环稠合单元稳定BN-MR框架的新范式 。通过引入HpCz和螺环锁定，不仅实现了光谱的精细控制，更在保持高效率的同时，极大地延长了器件的工作寿命。这一突破性成果为下一代超高清、大色域显示技术的商业化应用提供了理想的绿光发射材料方案 。
10个月宝宝每天需要喝多少奶粉？
