轴向手性联苯噁嗪：开启高效圆偏振有机电致发光的新篇章

在当今科技飞速发展的时代，显示技术的创新一直是科研领域的热点之一。其中，圆偏振有机电致发光器件（CP-OLEDs）因其在3D显示和信息加密等领域的巨大应用潜力而备受关注。然而，实现高效、稳定的圆偏振发光材料一直是这一领域的技术瓶颈。最近，基于轴向手性联苯噁嗪的多共振热激活延迟荧光（MR-TADF）材料的出现，为解决这一难题带来了新的希望。

基础背景知识

1. 多共振热激活延迟荧光（MR-TADF）

多共振热激活延迟荧光（MR-TADF）是一种新兴的有机发光材料，其通过分子结构的设计实现高效的单线态和三线态激子利用，从而显著提高发光效率。与传统荧光材料相比，MR-TADF材料具有窄带发射、高量子产率等优点，尤其适用于高分辨率显示技术。近年来，随着对超窄带发射和高效率显示需求的增加，MR-TADF材料的研究和应用得到了广泛关注。

2. 圆偏振电致发光（CP-OLEDs）

圆偏振电致发光（CP-OLEDs）是一种能够发射圆偏振光的有机电致发光器件，广泛应用于3D显示、信息加密和防伪等领域。与传统的线偏振光相比，圆偏振光具有更好的抗反射性能和立体视觉效果。然而，实现高效、对称的圆偏振发光需要材料具备良好的手性光学特性和高发光效率。

3. 轴向手性材料

轴向手性材料是一类具有独特手性结构的有机化合物，其手性中心通常位于分子的轴向位置。这种结构赋予材料优异的圆偏振发光性能，使其在CP-OLEDs中具有广阔的应用前景。

轴向手性联苯噁嗪基MR-TADF材料的创新设计

在最新的研究中，研究团队设计并合成了三对具有轴向手性的CP-MR-TADF分子：(R/S)-BIPNX-BN、(R/S)-8H-BIPNX-BN和(R/S)-8H-BIPTZ-BN。这些分子通过将联苯骨架与经典的B/N包埋的多环芳烃融合，巧妙地引入了手性中心。这种设计不仅保留了MR-TADF材料的高效率特性，还通过手性中心的引入实现了高效的圆偏振发光。

实验结果显示，这些材料的发射光谱集中在蓝光区域，峰值分别为481 nm、487 nm和491 nm，光致发光量子产率高达96%，显示出极高的发光效率。此外，通过引入硫原子，材料的自旋轨道耦合（SOC）得到了显著增强，从而进一步提高了整体效率。

高效的圆偏振电致发光性能

将这些轴向手性联苯噁嗪基MR-TADF材料应用于CP-OLEDs中，研究团队取得了令人瞩目的成果。这些材料在器件中表现出对称的圆偏振电致发光光谱，外量子效率（EQE）高达26.3%，这一效率在当前的CP-OLED领域中处于领先水平。此外，这些材料还表现出良好的热稳定性和电化学特性，这对于实际器件的应用至关重要。

理论计算与合成路线

研究团队不仅在实验上验证了这些材料的优越性能，还通过理论计算进一步优化了分子结构。理论计算表明，这些分子具有高度对称和平面的分子结构，低结构重组能和较小的单三线态能级差（ΔE_ST），这些特性使得材料在发光效率和稳定性方面表现出色。此外，研究团队还详细描述了这些材料的合成路线，展示了其在实际应用中的可行性和优越性能。

未来展望：高效CP-OLEDs的新思路

随着科技的不断进步，显示技术的发展也在不断突破极限。轴向手性联苯噁嗪基 MR-TADF 材料的出现，为圆偏振有机电致发光领域带来了新的希望。这些材料不仅在光学性能上表现出色，还在热稳定性和电化学特性上展现出巨大的优势。

参考资料

多重共振TADF分子的设计策略
基于轴手性联苯吩恶嗪的热激活延迟荧光（TADF）
南京大学基于轴手性发光材料和器件方面取得新进展
用于高效窄带圆极化电致发光的轴向手性联苯 MR-TADF 对映异构体Axially chiral biphenoxazine-based multi-resonance thermally activated delayed fluorescence materials for circularly polarized electroluminescence