手性發光材料能夠分別發出左、右手圓偏振光 (CPL)，在圓偏振電致發光器件(CP-OLED) 和3D顯示有潛在的應用價值。非對稱g因子是衡量其非對稱發光能力的關鍵，而現有的CPL材料普遍g因子小，影響了其在3D顯示中的應用。為了克服傳統CP-OLED的這些缺陷，手性TADF材料作為發光體在OLED中顯示出獨特的優勢。TADF材料可以利用反系統間交叉（RISC）過程同時利用單重態和三重態激子實現無貴金屬的發光，得益于較小的能級差。同時，直接將手性單元與TADF骨架連接起來，可以賦予非手性發光體具有CPL能力。因此，開發具有高CPL特性和高發光效率的新型CP-TADF材料至關重要。從根本上引入新的分子設計策略，將為打破CP-TADF材料實用化的瓶頸提供一個可選的機會，而不是簡單地將手性源與TADF分子連接起來。

最近，研究人員基于氰基-咔唑（CN-Cz）和CN-吩惡嗪（POA）亞基分別為（R）-BPPOACZ和（S）-BPPOACZ將軸向手性聯苯單元嵌入TADF骨架中。BPPOACZ是一種穩定的軸向手性發射極，TADF單元中的兩個C-N基耦合在空間位阻中配置。通過進一步的梯度升華，獲得了高質量的單晶，并且沒有發生外消旋，這得益于圍繞軸向的大空間位阻橋。以（R）-BPPOACZ為例，其表現出高度扭曲的構象，經單晶X射線衍射分析證實。通過探究穩態光譜的光物理性質，采用B3LYP/6-31G（d）方法進行了含時密度泛函理論（TDDFT），更好地了解（R）-BPPOACZ的幾何結構、FMO分布以及相應的能級。從計算結果可以看出，非對稱聯苯作為手性源直接參與了前線軌道的分布，可能誘導出強烈的CPL發光，具有較大的g因子(在甲苯溶液中為9.7×10^-3，在摻雜薄膜中為1.8×10^?2)，是手性有機小分子中最大的數據之一。

值得注意的是，聯苯單元不僅是引入手性的基石，而且還是連接TADF骨架中的供體和受體的橋梁。一方面，聯苯單元兩側的兩對施主和受主會引起較大的空間位阻，從而在兩個苯環之間產生扭轉，阻止了聯苯單元的外消旋化。另一方面，聯苯單元之間的扭曲也穩定了兩個TADF核中的D–A結構，從而可以使ΔEst的值最小化。(DOI: 10.1002/advs.202000804)

這項工作的研究結果為圓偏振發光材料和器件提供了借鑒。設計策略為設計具有優良CPL和發光特性的CP-TADF材料，用于高效CP-OLED提供了一個可行的途徑。

來源：（莀茵科創）