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有效光谱的红移和窄半峰宽（FWHM）的保持制约着理想的窄带黄色多共振（MR）染料的开发。近日，清华大学段炼教授课题组报道了一种新的多重稠合设计策略，以打破这种瓶颈。与选定的窄带母核相比，该策略可以同时延长π共轭长度，增加分子的刚性，并降低振动频率。目标产物BN-DICz和DBN-ICz在稀释的甲苯溶液中显示出明亮的黄绿色到黄色的发光，峰值在533-542纳米，FWHMs≤20纳米。值得注意的是，基于DBN-ICz的电致发光器件表现出37.4%、136.6 cd/A和119.2 lm/W的出色效率，其FWHM仅23纳米，代表了黄色MR有机发光二极管的最佳性能。 这一成果近期发表在Adv. Mater. 上（DOI：10.1002/adma.202209396）。
多重稠合策略构筑高性能黄光OLED—37.4%的高外量子效率和23 nm的窄半峰宽
为了满足新一代宽色域显示，全光色窄光谱染料（如：蓝、绿、黄、红等）受到高度关注。其中，考虑到人眼的视觉敏感度，高性能黄光是人们所期望的，因为它们不仅可以提高RGBY像素显示器在显示质量、效率和运行寿命方面的性能，而且还可以在光刻实验室、交通灯和信号灯中有着广泛的应用。尽管基于量子点（QD）和钙钛矿的发光二极管（LED）已经在黄色区域实现了FWHMs<25nm的发射带，但它们在成本、效率、运行稳定性和大面积制造方面仍然存在严重问题。相比之下，市售的有机LED（OLED）仍然受到宽发射光谱的阻碍，其FWHMs>40nm，这是由于基态（S0）和单子激发态（S1）之间的结构位移造成的。即使是基于最新的多重共振（MR）策略，构筑的黄光OLED，其半峰宽仍高达43 nm。因此，如何精确调节S0和S1状态之间的振动耦合和S1的结构驰豫是实现超窄（黄色）发射的关键。
最近，考虑到目前MR骨架种类和设计策略的局限性，本课题组从具有良好稳定性、极其尖锐主发射峰的传统荧光染料（多环芳烃，PAH）出发，通过稠合MR片段，能够在增加分子刚性、增大分子共轭程度的同时，大大减弱分子的主要振动模式的频率，因此理论上能够极大限度地抑制肩峰的出现，实现高色纯度绿光发光。受上述结果的启发，作者在此提出了一种更先进的多重稠合策略，用于构建长波长区域（λ>520纳米，图1）的理想窄带MR染料。通过将经典的ICz-MR和BN-MR片段融合到上述的绿色BN-ICz骨架上，多个MR核心能够促进光谱的进一步缩小和红移。
图1. 理想黄光MR染料的设计策略（多重稠合策略）
（来源：Adv. Mater.）
目标化合物BN-DICz和DBN-ICz在甲苯溶液中发光波长分别为533和542 nm，同时具有20/15 nm的超窄半峰宽、接近100%的高光致发光效率和108 s-1的高辐射跃迁速率。其中，18
nm代表着目前长波长区域（λ > 520
nm）最窄的半峰宽。以其为染料制备的黄光TSF-OLEDs（热活化敏化器件），最大发光波长/半峰宽分别为541/27
nm（BN-DICz）、551/23
nm（DBN-ICz）。其中，受益于超窄的FWHM和适当的峰值位置（在明亮的条件下，人眼对555纳米附近的发光具有最高的灵敏度），DBN-ICz器件实现了高达37.4%（外量子效率，EQE）、136.6cd/A（电流效率，CE）和119.2 lm/W（功率效率，PE）的非凡效率。上述器件性能为目前MR-OLED的最优性能之一，甚至可以与最高效的磷光和TADF器件相媲美（图2）。
图2. BN-DICz和DBN-ICz的光致（a）、电致（b）发光光谱和器件效率（c）。
（来源：Adv. Mater.）
上述方法为超高色纯度有机染料设计的通用策略，为实现满足BT2020的全光色高能效电致发光提供了新的思路。本文第一作者为清华大学助理研究员张跃威，北京化学研究所魏金贝博士为共同第一作者。通讯作者为清华大学段炼上述方法为超高色纯度有机染料设计的通用策略，为实现满足BT2020的全光色高能效电致发光提供了新的思路。本文第一作者为清华大学助理研究员张跃威，北京化学研究所魏金贝博士为共同第一作者。通讯作者为清华大学段炼教授（论文作者：Yuewei
Zhang, Jinbei Wei, Lu Wang, Tianyu Huang, Guoyun Meng, Xiang Wang, Xuan
Zeng, Mingxu Du, Tianjiao Fan, Chen Yin, Dongdong Zhang, and Lian
Duan）。
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