目前，絕大多數(shù)**率有機(jī)電致發(fā)光材料為金屬磷光配合物或熱活化延遲熒光（TADF: thermally activated delayed fluorescence）有機(jī)化合物，這兩類材料普遍具有的特點(diǎn)就是發(fā)射光譜較寬，其主要原因在于金屬磷光配合物或有機(jī)TADF分子具有電荷轉(zhuǎn)移激發(fā)態(tài)特性，而且其電荷轉(zhuǎn)移激發(fā)態(tài)的能量分布區(qū)域普遍較寬，從而導(dǎo)致發(fā)射譜帶很寬，這對于實(shí)現(xiàn)高色純度顯示非常不利。最近國際上報(bào)道了一些基于前線軌道共振 (MR: Multiple Resonance) 結(jié)構(gòu)的硼氮（BN）發(fā)光化合物，其具有窄譜帶發(fā)光特性。目前，人們基于BN共振結(jié)構(gòu)已經(jīng)設(shè)計(jì)合成了一些藍(lán)光及藍(lán)綠光窄譜帶電致發(fā)光材料，其中藍(lán)光材料顯示了非常**的色純度和效率

科研人員基于前線分子軌道工程（FMOE：Frontier Molecular Orbital Engineering）構(gòu)建電荷轉(zhuǎn)移激發(fā)態(tài)的材料設(shè)計(jì)合成策略，并成功地獲得了具有**率高色純度的綠色電致發(fā)光材料。

FMOE分子設(shè)計(jì)策略的核心思想在于：根據(jù)HOMO/LUMO軌道的分布位點(diǎn)，通過**定位連接方式在BN共振結(jié)構(gòu)核心外圍引入輔助電子給體或者電子受體基團(tuán)，輔助電子給體與布局HOMO軌道的原子連接，輔助電子受體與布局LUMO軌道的原子連接。基于該思路，當(dāng)引入輔助電子給體基團(tuán)時(shí)會導(dǎo)致目標(biāo)分子的HOMO軌道由BN共振母體核的HOMO與輔助給體基團(tuán)的HOMO合并而成，而目標(biāo)分子的LUMO仍然保持與BN共振母體核的LUMO相同，這可以**提升目標(biāo)分子的HOMO能級。與BN共振母體分子相比，目標(biāo)分子的發(fā)射光譜會**紅移，同時(shí)發(fā)射光譜仍然保持窄譜帶特性。當(dāng)引入輔助電子受體基團(tuán)時(shí)會導(dǎo)致目標(biāo)分子的LUMO軌道由BN共振母體核的LUMO與輔助給體基團(tuán)的LUMO合并而成，而目標(biāo)分子的HOMO仍然保持與BN共振母體核的HOMO相同，這可以**降低目標(biāo)分子的LUMO能級，同樣也可以實(shí)現(xiàn)發(fā)射光譜紅移且保持窄譜帶發(fā)射的特性。

基于FMOE分子設(shè)計(jì)策略合成的m-Cz-BNCz分子在綠光區(qū)顯示了窄譜帶發(fā)射特性，利用其作為電致發(fā)光材料制備的電致發(fā)光器件外量子效率(EQE)達(dá)到27%，電致發(fā)光光譜顯示了很窄的半峰寬 (FWHM: 44 nm)，色坐標(biāo)CIE (0.23, 0.69)處于理想的綠光區(qū)。FMOE分子設(shè)計(jì)理念的重要意義在于：可以將常見D-A型發(fā)光分子（即電子給體基團(tuán)和電子受體基團(tuán)通過化單鍵或者一個(gè)過渡基團(tuán)連接在一起形成的給-受體型發(fā)光分子）容易調(diào)節(jié)發(fā)射波長的優(yōu)點(diǎn)及BN共振結(jié)構(gòu)窄譜帶發(fā)射的優(yōu)點(diǎn)完美結(jié)合在一起，同時(shí)**規(guī)避了常見D-A型發(fā)光分子寬譜帶發(fā)射的缺點(diǎn)及BN共振結(jié)構(gòu)不容易實(shí)現(xiàn)長波長發(fā)射的缺點(diǎn)。FMOE分子設(shè)計(jì)策略為設(shè)計(jì)合成具有高色純度和**率的有機(jī)電致發(fā)光材料提供了新途徑。

論文信息：

Angewandte Chemie International Edition

DOI: 10.1002/anie.202007210