手性多重共振热激活延迟荧光(CP-MR-TADF)材料由于其可以兼具高色纯度、高发光效率和圆偏振发光(CPL)等性质特点，在制备圆偏振有机电致发光器件(CP-OLED)以实现3D和广色域显示中展现出巨大的前景。但是目前所报道CP-MR-TADF分子的骨架都局限于单硼或二硼结构，而三硼或多硼CP_MR-TADF材料仍然是当前研究中尚未探索的领域，其合成和研究会促进手性材料进一步发展，并带来新的应用可能性。

图1.多硼CP-MR-TADF分子的设计策略

最近，化学化工学院郑佑轩和李承辉教授课题组在多硼化CP-MR-TADF材料和CP-OLED研究中取得新进展。通过用位阻较小的二苯胺作为电子给体，给形成多硼结构留有足够的空间，获得了两对含有两个B-OH基团的四硼化本征型轴手性CP-MR-TADF对映体(R/S)-BDBF-BOH和(R/S)-BDBT-BOH。在甲苯溶液中，两个材料均呈现纯蓝光发射，最大发射波长分别为458和459 nm，半峰宽(FWHM)均为27 nm，CIE坐标分别为(0.14, 0.08)和(0.14, 0.09)。由于手性单元在分子前线轨道中的有效参与，(R/S)-BDBF-BOH和(R/S)-BDBT-BOH对映体在甲苯溶液中呈现出镜像对称的CPL光谱，不对称因子|g_PL|分别为6.8×10^-4和8.5×10^-4。

与其他含B-OH基团的多硼MR-TADF结构不同，(R/S)-BDBF-BOH和(R/S)-BDBT-BOH结构中B-OH的位置特殊，从而容易形成分子内氢键，而不是形成分子间氢键。这大大减小了分子间作用力，有利于材料制备蒸镀器件。此外，还引入硫原子利用其重原子效应，加快分子的电子反系间跃迁过程，以提高(R/S)-BDBT-BOH的发光效率。因此，采用真空蒸镀法基于BDBF-BOH制备的OLED器件呈现出纯蓝光发射，最大发射波长为467 nm，FWHM为30 nm，最大外量子效率(EQE_max)达到29.5%。而基于BDBT-BOH制备的OLED器件表现出更好的性能，EQE_max达到30.1%。更重要的是，基于对映体的CP-OLED表现出明显的CPEL特性，|g_EL|因子为0.59×10^-3和1.2×10^-3。

图2. (a)甲苯溶液中(R/S)-BDBF-BOH和(R/S)-BDBT-BOH的CD光谱；(b) 甲苯溶液中(R/S)-BDBF-BOH和(R/S)-BDBT-BOH的g_abs-波长曲线；(c)和(f) 计算的(S)-BDBF-BNO和(S)-BDBT-BNO的S₁态的跃迁电偶极矩(红色箭头)、磁偶极矩(蓝色箭头)和夹角；(d) (R/S)-BDBF-BOH和(R/S)-BDBT-BOH的CPL光谱；(d) g_PL-波长曲线。

图3. (a) 器件的EL光谱和CIE坐标；(b) EQE-亮度-电流效率曲线；(c) 亮度-电压-电流密度曲线；(d)和 (e) CPEL光谱；(f) g_EL-波长曲线。

研究结果证明了手性多硼MR-TADF材料的重要性及其在高效CP-OLED中的应用前景。该工作增加了CP-MR-TADF材料的结构多样性，为CP-MR-TADF材料的设计提供了一定的参考和借鉴。

该工作发表在Angew. Chem. Int. Ed. (2024, DOI: 10.1002/anie.202407277)上，博士研究生袁丽为论文第一作者，郑佑轩和李承辉教授为论文通讯作者。硕士生徐俊伟和晏志平博士为材料的合成和理论计算做出了贡献！特别感谢左景林教授对该工作的支持和帮助！本工作得到了国家自然科学基金项目92256304、U23A20593、22105084和中央高校基础科研基金项目020514380272的大力支持！