最近，化学化工学院郑佑轩教授课题组在手性热延迟荧光材料和圆偏振器件研究中取得新进展。 

有机电致发光器件(OLED)目前在手机和显示中逐渐取代液晶，得到了广泛的应用，所以开发下一代的显示尤其重要。其中手性发光材料能够发射圆偏振光（CPL），利用手性发光材料制备圆偏振OLED(CP-OLED)在3D显示等领域有广泛的应用价值。

郑佑轩教授课题组在国内率先开展了手性发光材料CP-OLED性能的研究，在手性铱配合物 (Sci. Rep., 2015, 5, 14912; Chem. Commun., 2019, 55, 8215)、手性铂配合物 (Chem. Eur. J., 2019, 25, 5672; Front. Chem., 2020, 8, 501)、手性热延迟荧光材料(Adv. Mater., 2019, 31, 201900524; Adv. Sci., 2020, 2000804) 和手性长余辉发光材料(Angew. Chem. Int. Ed., 2019, 58, 17220)、具有螺旋结构的多肽化合物(J. Am. Chem. Soc., 2019, 141, 12697; Adv. Optical Mater., 2020, 1902122)、手性钙钛矿对映铁电体 (J. Am. Chem. Soc., 2020, 142, 4756)、手性晶态复合材料(Adv. Mater., 2020, 202002914) 等方面取得了系列创新性成果。

由于可以充分利用单线态和三线态激子进行荧光发射，有机热活化延迟荧光（TADF）材料用于有机电致发光器件(OLED)的研究已有近10年，但是具有圆偏振发光性质的热活化延迟荧光材料（CP-TADF）材料和圆偏振OLED（CP-OLED）的探索依旧处于起步阶段。CP-TADF材料通常具有不对称小分子骨架，然而在分子骨架引入手性的同时，材料的器件效率往往会受到明显的影响。因此，开发具有高器件效率的CP-TADF材料是一个需要攻克的难题。

近日该团队开发了一种手性热活化延迟荧光螺芴分子—OSFSO。其主要特点如下：1，分子的手性源于螺芴的季碳中心，结构热稳定性佳，高温不消旋；2，刚性的分子结构有效地抑制了非辐射跃迁，提升了量子产率；3，扭曲的分子构象有效地缩短了Donor-Acceptor 距离，从而增加了它们之间的相互作用；4，三氟甲基的引入使得LUMO电子云轨道分布不对称，其分布更加靠近HOMO轨道，从而增加了HOMO-LUMO的空间交互，提升了发光效率。OSFSO发光量子产率高达81.2%，DE_st只有0.022 eV，延迟荧光寿命低至4.7 μs。

采用OSFSO为发光材料的OLED器件展现了良好的外量子效率和较低的效率滚降，其电致发光不对称因子（g_EL）稳定在3×10^-3，最大外量子效率可达20.0%，而当亮度为1000 cd/m² 时，其外量子效率依旧可达19.3%。该工作为CP-TADF 材料的设计提供了一种新的思路，有望促进该类材料的进一步发展优化。

该成果以题为“Chiral Spiro-Axis Induced Blue Thermally Activated Delayed Fluorescence Material for Efficient Circularly Polarized OLEDs with Low Efficiency Roll-off”的论文于2021年01月20日在Angew. Chem. Int. Ed.上在线发表(DOI: 10.1002/anie.202015411)，博士研究生张一品为论文第一作者，郑佑轩教授为通讯作者。左景林教授、潘毅教授、王毅教授也为该工作提出了宝贵的意见。