目前，絕大多數**率有機電致發光材料為金屬磷光配合物或熱活化延遲熒光（TADF: thermally activated delayed fluorescence）有機化合物，這兩類材料普遍具有的特點就是發射光譜較寬，其主要原因在于金屬磷光配合物或有機TADF分子具有電荷轉移激發態特性，而且其電荷轉移激發態的能量分布區域普遍較寬，從而導致發射譜帶很寬，這對于實現高色純度顯示非常不利。最近國際上報道了一些基于前線軌道共振 (MR: Multiple Resonance) 結構的硼氮（BN）發光化合物，其具有窄譜帶發光特性。目前，人們基于BN共振結構已經設計合成了一些藍光及藍綠光窄譜帶電致發光材料，其中藍光材料顯示了非常**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）構建電荷轉移激發態的材料設計合成策略，并成功地獲得了具有**率高色純度的綠色電致發光材料。

FMOE分子設計策略的核心思想在于：根據HOMO/LUMO軌道的分布位點，通過**定位連接方式在BN共振結構核心外圍引入輔助電子給體或者電子受體基團，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，當引入輔助電子給體基團時會導致目標分子的HOMO軌道由BN共振母體核的HOMO與輔助給體基團的HOMO合并而成，而目標分子的LUMO仍然保持與BN共振母體核的LUMO相同，這可以**提升目標分子的HOMO能級。與BN共振母體分子相比，目標分子的發射光譜會**紅移，同時發射光譜仍然保持窄譜帶特性。當引入輔助電子受體基團時會導致目標分子的LUMO軌道由BN共振母體核的LUMO與輔助給體基團的LUMO合并而成，而目標分子的HOMO仍然保持與BN共振母體核的HOMO相同，這可以**降低目標分子的LUMO能級，同樣也可以實現發射光譜紅移且保持窄譜帶發射的特性。

基于FMOE分子設計策略合成的m-Cz-BNCz分子在綠光區顯示了窄譜帶發射特性，利用其作為電致發光材料制備的電致發光器件外量子效率(EQE)達到27%，電致發光光譜顯示了很窄的半峰寬 (FWHM: 44 nm)，色坐標CIE (0.23, 0.69)處于理想的綠光區。FMOE分子設計理念的重要意義在于：可以將常見D-A型發光分子（即電子給體基團和電子受體基團通過化單鍵或者一個過渡基團連接在一起形成的給-受體型發光分子）容易調節發射波長的優點及BN共振結構窄譜帶發射的優點完美結合在一起，同時**規避了常見D-A型發光分子寬譜帶發射的缺點及BN共振結構不容易實現長波長發射的缺點。FMOE分子設計策略為設計合成具有高色純度和**率的有機電致發光材料提供了新途徑。

論文信息：

Angewandte Chemie International Edition

DOI: 10.1002/anie.202007210