Fluolab【Adv.Mater.】纯绿突破 Rec.2020：35.6% EQE、7.2×10⁵ cd/m²亮度的超高效HF OLED诞生
文章标题：Stable Pure‐Green Hyperfluorescent Organic Light‐Emitting Diodes with Ultimate Efficiency at High Brightness Toward Rec 2020 Standard
通讯作者：Myungsun Sim
文章链接：https://doi.org/10.1002/adma.202518330
文章概要
引言
随着超高清（UHD）显示需求的不断提升，OLED 技术正面临更严格的色域标准，其中 BT.2020 对纯绿光的要求尤为苛刻，需要极窄带宽（≤30 nm）、高色纯度（CIEy≈0.79）以及高亮度下仍保持高效率。多重共振（MR-TADF）材料因其刚性骨架与短程电荷转移特性，成为实现窄带宽发射的理想平台。然而，现有绿光 MR‑TADF 材料普遍存在效率滚降严重、亮度稳定性不足、Dexter 能量传递导致激子损失等问题。为突破这些瓶颈，研究者需要在分子设计中同时兼顾刚性增强、能量匹配、立体位阻保护与高效激子管理。
主要实验及结论
研究团队设计并合成了新型纯绿 MR‑TADF 发射体 DBF‑v‑DABNA，其核心策略是将刚性二苯并呋喃（dibenzofuran）单元引入双硼 MR 框架，并在周围布置体积庞大的苯基、甲苯基和二甲苯基取代基，以实现对 MR 核心的全方位立体屏蔽。该结构既能抑制分子振动耦合、降低非辐射损失，又能有效阻断 Dexter 能量传递，减少激子淬灭。
量子化学计算显示，DBF‑v‑DABNA 的 S₁ 与 T₁ 态具有高度相似的短程电荷转移轨道分布，ΔE_ST 仅 0.14 eV，同时 T₂、T₃ 态与 S₁ 态之间具有更高的自旋轨道耦合，有利于多步 RISC 过程。分子在溶液中展现 16 nm 的极窄带宽发射，斯托克斯位移仅 13 nm，表明其激发态几乎无几何弛豫。
在薄膜中，DBF‑v‑DABNA 的 PLQY 高达 97%，水平取向比达到 94%，并且在 1–4 wt% 掺杂范围内几乎无聚集红移，证明立体位阻设计有效抑制了聚集诱导淬灭。
在器件方面，研究者首先构建了底发射 OLED。纯荧光器件虽能实现 21.9–25.8% 的 EQE，但在高亮度下出现明显滚降。为解决这一问题，团队采用磷光敏化的超荧光（HF）结构，引入 Ir(ppy)₃ 作为三重态收集器。HF 器件的性能大幅提升：
- 最大 EQE 达 35.6%
- 在 1000 cd/m² 下仍保持 33.9%
- 在 10⁵ cd/m² 下仍有 23.4%
- 峰值亮度高达 7.2×10⁵ cd/m²，为目前最亮的绿光 OLED
- CIEy ≥ 0.73，色纯度达到 Rec.2020 要求
器件寿命同样显著提升，HF 器件在 5000 cd/m² 下的 LT₅₀ 超过 600 小时，外推至 1000 cd/m² 时可达近 1 万小时，远优于现有 MR‑TADF 绿光体系。
进一步构建的顶发射 OLED（TE‑OLED）实现了更窄的 16 nm 带宽与 CIE(0.14, 0.79)，几乎完全贴合 BT.2020 绿光坐标，同时获得 233 cd/A 的纪录电流效率。
总结及展望
该研究通过精确的分子工程与器件结构设计，成功开发出兼具高效率、超高亮度、极窄带宽与长寿命的纯绿 MR‑TADF 发射体 DBF‑v‑DABNA。其核心创新在于：
- 刚性二苯并呋喃框架实现窄带宽与高稳定性；
- 全方位立体位阻屏蔽有效抑制 Dexter 能量传递；
- HF 结构实现高效三重态管理，显著降低效率滚降；
- 顶发射结构进一步提升色纯度与效率。
这一成果不仅刷新了绿光 OLED 的性能纪录，也为实现真正符合 BT.2020 标准的 OLED 显示提供了可行路径。未来，该策略有望推广至更多波段的 MR‑TADF 材料，为下一代超高清显示技术奠定坚实基础。