Angew. Chem. ：基于双硼-氧-氮稠合多环芳烃的高效紫外有机发光二极管

近年来，高性能红绿蓝三色有机发光二极管（OLED）技术迅速发展，并成功应用于超高清显示领域。然而，紫外光（UV）OLED，尤其是发射波长低于400 nm的器件，其外量子效率（EQE）和色纯度仍显著落后于可见光OLED器件。UV OLED因其在激发光源、化学/生物传感、灭菌及高密度信息存储等领域的应用潜力备受关注。尽管已有研究取得一定进展，但目前色度y坐标小于0.05的UV OLED的外量子效率很少能超过15%，其核心瓶颈在于兼具高效激子利用、宽能带隙、热稳定性及高色纯度的紫外发光分子设计困难重重。

鉴于此，浙江工业大学化学工程学院佘远斌教授团队的李贵杰研究员小组提出一种基于双硼-氧-氮多环芳烃的分子设计策略，成功合成紫外发光分子BO-N。通过在双硼-氧多环芳烃中引入氮原子可获得短程电荷转移激发态，实现短程电荷转移与局域激发态的杂化（HLCT）；同时构建刚性共轭骨架，抑制分子振动，实现窄带紫外发射。

分子通过简单的碳碳键、碳氮键偶联以及硼化即可实现克级制备；分子热稳定性优异，其5%质量损失温度高达445 oC；且在空气中稳定高，>3年未见分解。DFT和TD-DFT计算显示BO-N的激发态具有电荷转移与局域激发态杂化（HLCT）特性，S₁和T₁之间的能隙较大，但高位的T₂–T₆态与S₁的能隙较小，自旋轨道耦合常数较大，有利于通过反系间窜越过程利用三重态激子。并且通过重组能和Huang-Rhys因子分析进一步解释了窄带发射的机制。

BO-N分子在甲苯溶液中展现出紫外发射，光致发光峰为391 nm，半峰宽为15 nm；在掺杂的薄膜中，发光峰为400 nm，半峰宽为34 nm。其高刚性分子骨架限制了激发态的结构弛豫，从而实现了窄带发射。通过瞬态衰减光谱、溶剂化效应（Lippert-Mataga模型）以及瞬态吸收光谱证实了分子的HLCT特性。

实验表明，基于BO-N的OLED器件发射峰值为399 nm，半峰宽为37 nm，色度坐标为（0.166, 0.030），外量子效率最大值达18.6%，显著优于现有色度坐标y <0.05的紫外OLED性能。该工作为高色纯度、高效率紫外发光材料的设计提供了一种新策略。

论文信息

A High-Efficiency Ultraviolet Organic Light-Emitting Diode Employing a Double Boron–Oxygen–Nitrogen-Based Emitter

Feng Zhan, Kewei Xu, Taiju Tsuboi, Yuanbin She, Guijie Li

Angewandte Chemie International Edition

DOI: 10.1002/anie.202505328