显示技术是信息传递与交互的重要桥梁，对数字经济的发展具有深远意义。作为新一代显示前沿技术，有机发光二极管（OLED）凭借卓越的色彩表现、超高对比度以及灵活多变的形态设计，引领着未来显示产业的发展方向。其中，高性能有机电致发光材料是实现高清OLED的核心。近年来，具有刚性稠环骨架和短程电荷转移（SRCT）特性的多重共振热活化延迟荧光（MR-TADF）材料兼具高效率及窄谱带发射，被视为下一代显示的理想候选。但该类材料仍面临合成困难、延迟荧光寿命长、效率衰减严重及器件寿命不足等瓶颈，亟需新的分子设计策略和器件优化方法。
近两年，乐竞平台材料学院杨楚罗教授和黄忠衍助理教授团队在窄谱带MR-TADF材料与器件领域开展系统研究，在Journal of the American Chemical Society,Advanced Materials,Angewandte Chemie International Edition,Advanced Functional Materials,Chemical Science等Nature Index期刊发表高水平研究论文11篇，提出多种创新性策略并取得系列突破。以下为成果概览：
成果一：发展了硼氮多重共振发光分子的合成新方法。针对硼氮稠环材料制备困难的难题，团队发展了导向基定位直接硼化的合成方法，实现了该类化合物的简单高效合成。通过反应机理研究揭示了位置选择性的决定因素，并建立了底物、反应条件与产率之间的关系。基于该方法成功制备出一系列窄谱带硼氮化合物，发射光谱覆盖从深蓝光到红光。这项工作为高性能MR-TADF材料的合成提供了有力支撑。论文信息：L. Wu,Z. Huang*, J. Miao, S. Wang, X. Li*, N. Li, X. Cao, C. Yang*,Orienting group directed cascade borylation for efficient one-shot synthesis of 1,4-BN-doped polycyclic aromatic hydrocarbons as narrowband organic emitters,Angew. Chem. Int. Ed.2024,63,e202402020.（IF：16.9）
论文链接：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1002/anie.202402020
成果二：利用“正交给体”策略提升MR-TADF材料光电性能。为解决硼氮MR-TADF材料反向系间窜越速率（kRISC）缓慢，器件效率滚降严重的问题，团队提出“正交给体”策略：在保证分子最低单重激发态的SRCT特性的前提下，通过正交连接引入长程电荷转移三重态（3LRCT），促进反向系间窜越（RISC）过程。所设计分子CzBN3相较母核BCzBN，kRISC提升超20倍，器件实现仅为27 nm的窄半峰宽，外量子效率（EQE）高达42.3%，并且在1000 cd m-2的条件下，EQE仍达到34.1%。这项工作为开发高性能MR-TADF材料提供了具有普适性的分子设计策略。论文信息：Z. Huang, H. Xie, J. Miao, Y. Wei, Y. Zou, T. Hua, X. Cao*, C. Yang*,Charge transfer excited state promoted multiple resonance delayed fluorescence emitter for high-performance narrowband electroluminescence,J. Am. Chem. Soc. 2023,145, 23, 12550–12560.（IF：15.6，ESI高被引论文，热点论文）
论文链接：https://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/jacs.3c01267
成果三：利用“异构扭曲化”策略提升MR-TADF材料光电性能。通过研究异构体结构与光电性能的关系，团队揭示核心扭曲化可显著增强SOC、缩短激发态寿命，同时拉大分子间距离抑制聚集淬灭（ACQ）。所设计的发光材料DPACz-2B不仅获得高达32.7%的EQE和较低的效率滚降，而且在掺杂比例达到20wt%时仍能保持29.4%的高EQE。论文信息：R.Ming, Z. Xue, Y. Xu, Z. Zhang, Z. Chen, J. Miao,Z. Huang*, C. Yang,Regioisomerization-directed MR-TADF emitters: Enhanced RISC and suppressed aggregation toward high-performance narrowband blue OLEDs,Angew. Chem. Int. Ed.2025,e202516696.（IF：16.9，HotPaper）
论文链接：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1002/anie.202516696
成果四：利用“氘代+敏化”策略协同提升绿光OLED器件性能。团队通过“氘代”策略设计兼具高发光效率、高色纯度和良好化学稳定性的发光材料，同时引入商业化应用的磷光材料Ir(ppy)3作为敏化剂，制备敏化型器件。基于该策略构建的纯绿光OLED，EQE高达35.2%，CIEy值达到0.74（非常接近BT.2020绿光的要求），运行寿命（LT50）超过3000小时，为MR-TADF材料的商业化提供了可行路径。论文信息：J.Liu, X. Yin, M. Huang, J. Miao, N. Li,Z. Huang*, C. Yang*,High-performance narrowband pure-green OLEDs with gamut approaching BT.2020 standard: Deuteration promotes device efficiency and lifetime simultaneously,Adv. Mater.2025,37,2411610.（IF：26.8）
论文链接：https://advanced.onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adma.202411610
成果五：提出协同“重原子+芳香性”策略提升MR-TADF材料的光电性能。团队在之前的研究中提出利用“重原子效应”提升MR-TADF材料光电性能的策略，取得了原创性的研究成果（Chem. Eng. J.2021,426, 131129.被引用197次，被评为ESI高被引论文；Nat. Photon.2022,16, 803.被引用427次，被评为ESI高被引论文，热点论文）。但是，由于重原子硫和硒较大的原子半径，所设计的分子发射光谱明显展宽，难以获得高色纯度与稳定性良好的材料。在该工作中，团队将硒原子嵌入芳香性五元环，既利用了硒的重原子效应提升发光分子的kRISC，又通过芳香性稳定化作用提升了化合物的稳定性。基于材料DBSe-Ph制备的OLED器件，成功实现了高达38.8%的EQE，光谱半峰宽仅为24nm，对应的CIEy值达到0.73，以及优异的器件寿命，突破了含硒MR-TADF材料在色纯度与稳定性上的瓶颈。论文信息：J. Liu, J. Miao, J. Dong, Z. Chen,Z. Huang*, C. Yang*, Increasing aromaticity in selenium-embedded hetero ring enables stable narrowband multi-resonance TADF emitter for long-lifetime pure-green OLEDs,Adv. Mater.2025,e13987.（IF：26.8）
论文链接：https://advanced.onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adma.202513987
项目支持：国家自然科学基金委员会，广东省基础与应用基础研究基金、深圳市科技计划和乐竞平台青年教师启动基金的资助
