Angew. Chem. ：以螺环位阻调控窄谱发光材料的性能

作为最新一代的显示技术，有机发光二极管（OLED）已经被广泛应用于智能手机、平板电脑和智能手表等显示领域。然而传统有机发光材料具有较宽的半峰宽（FWHM），在器件中需要利用滤光片或者微腔效应来缩窄光谱，才能满足高清显示的要求，这个过程中的能量损失不可避免。因此，开发具有窄谱发光特性的有机材料成为OLED领域目前的研究热点之一。在这些材料中，多重共振（MR）发光分子由于其独特的电子共振性质和刚性的平面分子结构，使其在具有较高发光效率的的基础上，还能保持较窄的FWHM，而随之而来的是高掺杂浓度下的效率降低和光谱展宽，为解决这一问题，引入适当的位阻基团是解决这一问题的有效手段。

最近，苏州大学蒋佐权教授课题组提出利用三维螺环结构实现空间位阻提升窄谱发光分子性能的方案。在该工作中，其利用螺双芴（SBF）分子的C1和C3位点，首次将螺环分子引入到MR发光体系中，系统性地研究了SBF分子的位阻效应在改善MR发光分子的上述局限性上的作用，揭示了C1取代的SBF衍生物在实现高三线态能级和空间限域电荷转移之外，还具有独特的空间位阻效应，成功地实现了高达35%器件效率和约27纳米的半峰宽。

核磁共振谱和稳态光谱均表明相对于传统的C3位点（SF3BN）取代的构筑方式，具有类盾牌结构的C1衍生物（SF1BN）表现出不同的位阻效应，如对应氢原子的屏蔽效应；更窄的半峰宽；更小的溶剂化效应等。

对于其器件性能，引入C1或C3位点修饰的螺环分子有助于提高MR发光器件的表现，成功地实现了高达35.9%（SF1BN）和32.2%（SF3BN）的器件效率，均明显高于未衍生螺环的对比材料。与此同时，在掺杂浓度提升的情况下，SF1BN电致光谱的半峰宽未见明显展宽，峰值未见明显红移。这表明C1位点修饰的策略更能有效抑制MR分子在高掺杂浓度下的聚集效应。

在该工作之前，蒋佐权教授课题组围绕C1取代的螺环骨架开展一系列工作：C1位点的间位共轭除了能提升共轭分子的三线态来构筑蓝光主体之外（Angew. Chem. Int. Ed. 2019, 58, 3848）；还可以利用C1位点独特的“面对面”分子骨架，发展了空间限域电荷转移发光分子（Nat. Mater. 2020, 19, 1332, Angew. Chem. Int. Ed. 2021, 133, 5273）；现在，C1位可以通过其特殊构象来构筑近距离空间位阻以实现了窄谱发光材料的优异性能；这系列研究揭示了螺环结构的新作用，对新型三维有机光电功能材料的构筑提供了新思路。

论文信息

Steric Modulation of Spiro Structure for Highly Efficient Multiple Resonance Emitters

Yang-Kun Qu, Dr. Dong-Ying Zhou, Fan-Cheng Kong, Qi Zheng, Dr. Xun Tang, Yuan-Hao Zhu, Dr. Chen-Chao Huang, Zi-Qi Feng, Prof. Jian Fan, Prof. Chihaya Adachi, Prof. Liang-Sheng Liao, Prof. Zuo-Quan Jiang

Angewandte Chemie International Edition

DOI: 10.1002/anie.202201886