四齿配位Pt(II)发光体的激发态调控策略及其高效深蓝光OLED应用

针对深蓝光有机发光二极管(OLED)效率低、色纯度差等难题，浙江大学团队通过扩展π共轭和引入空间位阻基团，设计出具有窄带发射(FWHM仅18.4 nm)的四齿配位Pt(II)发光体PtCY1。该材料在PMMA薄膜中量子效率达99%，器件最大外量子效率(EQE)达30.3%，亮度超51,315 cd/m2且CIEy<0.20，为高性能深蓝光OLED开发提供了新思路。

　　

在显示技术领域，深蓝光有机发光二极管(OLED)犹如"皇冠上的明珠"，其性能直接决定了全彩显示的色域范围和能耗水平。然而商业化的蓝光OLED仍面临三重困境：外量子效率(EQE)普遍低于25%、色纯度难以满足Rec.2020标准(CIE_y<0.20)、高亮度下效率滚降严重。这些瓶颈主要源于传统荧光材料无法充分利用电致激子，以及磷光材料普遍存在的光谱展宽问题。

针对这一挑战，浙江工业大学绿色化学合成与转化国家重点实验室的研究团队另辟蹊径，将目光聚焦于四齿配位铂(II)配合物。这类材料兼具³MLCT(金属-配体电荷转移)和³LE(局部激发态)特性，理论上可实现窄带发射与高效磷光的统一。研究人员通过精巧的分子设计，将苯并呋喃[3,2-c]咔唑(BFCz)引入配体骨架扩展π共轭，同时采用2,6-二异丙基苯基(diPrPh)构建立体屏障，最终开发出新型发光体PtCY1。这项突破性成果发表在《Cell Reports Physical Science》上，为深蓝光OLED材料提供了全新解决方案。

研究团队主要采用四种关键技术：1) 密度泛函理论(DFT)计算预测分子轨道分布和激发态特性；2) 多步有机合成构建含N-杂环卡宾(NHC)的配体体系；3) X射线单晶衍射解析分子空间构型；4) 真空蒸镀法制备多层OLED器件并测试电致发光性能。通过系统研究溶液态和薄膜态的光物理性质，结合器件工程优化，实现了材料性能的全面突破。

【分子设计与合成】

研究人员设计的PtCY1采用"三位一体"策略：BFCz增强³LE特性，diPrPh抑制分子聚集，六元NHC环提升刚性度。单晶解析显示Pt-C_NHC键长2.029 ?，分子核心呈弓形构象，有效避免了π-π堆积。合成路线通过8步反应实现克级制备，关键步骤包括Pd催化的C-N偶联和Py-HCl促进的去甲基化，总收率达49%。

【光物理特性】

PtCY1在二氯甲烷中展现惊人的窄带发射(FWHM=18.4 nm)， Huang-Rhys因子(S_M)仅0.322，显著优于对照材料PtON5-dtb(23.5 nm, S_M=0.440)。77K低温光谱显示其三重态能级(E_T1)为2.74 eV，室温斯托克斯位移仅7 nm。自然跃迁轨道(NTO)分析证实³LE特征占比提升至29.2%，而³MLCT成分维持在13.7%。

【热稳定性与器件性能】

热重分析显示PtCY1的5%失重温度(ΔT_5%)高达497°C。采用SiCzCz/SiTrzCz2双主体体系构建的OLED器件，在8%掺杂浓度下实现：1) 最大EQE 30.3%，1000 cd/m²下仍保持29.2%；2) 色坐标(0.124,0.163)，FWHM 24 nm；3) 最大亮度52,377 cd/m²，创下CIE_y<0.20的Pt(II)蓝光器件纪录。

这项研究通过精确调控Pt(II)配合物的激发态特性，首次实现了<18 nm的溶液态窄带发射，同时解决了效率与色纯度的矛盾。其创新性体现在：1) 提出"扩展π共轭+空间位阻"协同设计策略；2) 阐明³LE特征与光谱窄化的构效关系；3) 开发出兼具高热稳定性和高量子效率的新型发光材料。该成果不仅为显示产业提供了理想的深蓝光材料解决方案，也为其他金属配合物的激发态调控提供了重要借鉴。未来通过优化器件结构和开发新型主体材料，有望进一步推动磷光OLED的商业化进程。