【Angew.Chem.】 突破百倍增强！B,N-嵌入型Hetero[9]Helicene实现高性能圆偏振电致发光

文章标题：B,N‐Embedded Hetero[9]Helicene‐Induced Chiral Assemblies for Amplified Circularly Polarized Electroluminescence
通讯作者：Meng Li
文章链接：https://doi.org/10.1002/anie.2888040

文章概要

引言

圆偏振有机电致发光二极管（CP-OLEDs）因其能够直接发射圆偏振电致发光（CPEL），在高分辨率显示、三维显示、信息加密和量子计算等领域具有广阔应用前景。然而，其性能受限于发光材料的手性特性，尤其是电致发光不对称因子（g_EL）普遍仅在10⁻³量级，远低于理论极限（±2）。近年来，B,N嵌入型异构螺旋烯因结合了多共振热激活延迟荧光（MR-TADF）与固有手性框架而备受关注，但其CPEL强度仍然不足。为突破这一瓶颈，研究团队提出了一种全新的共组装策略。

主要实验及结论

研究采用B,N嵌入型Hetero[9]Helicene（BN9H）与发光向列液晶（PFQ）共组装。BN9H同时作为手性诱导剂与能量受体：其刚性螺旋骨架驱动PFQ形成长程有序的手性超结构，同时通过高效的福斯特共振能量转移（FRET）接受能量。实验结果显示，BN9H与PFQ共组装薄膜在518 nm处产生窄带发射（FWHM仅34 nm），并实现了|g_lum|高达0.18，较单一BN9H分子提升近百倍。对应的CP-OLED器件表现出优异性能：窄带绿色电致发光（FWHM = 33 nm）、最大外量子效率（EQE_max）达4.6%，以及高达0.11的|g_EL|值，远超以往报道的同类材料。

进一步的光谱与瞬态吸收实验揭示了能量转移机制：PFQ与BN9H之间的能级匹配促进了高效FRET，而BN9H的手性诱导作用则使PFQ形成稳定的手性向列液晶相（N*-LC）。偏振光学显微镜与X射线衍射结果均证实了这一超分子结构的形成。器件测试表明，该策略不仅实现了高亮度与稳定的色纯度，还有效避免了传统手性掺杂体系中常见的相分离与激子陷阱问题。

总结及展望

本研究首次将B,N嵌入型异构螺旋烯引入超分子共组装体系，成功突破了长期存在的g_EL瓶颈。BN9H的双重功能设计实现了手性诱导与能量转移的协同效应，使得CP-OLED器件在效率、色纯度与手性光学活性方面达到平衡。该工作不仅为高性能CPEL器件的开发提供了新范式，也为未来在显示与光子学技术中的应用奠定了坚实基础。展望未来，这一策略有望推广至更多类型的MR-TADF分子与液晶体系，推动圆偏振发光器件向更高性能、更广应用的方向发展。