近日，四川大学游劲松教授与宾正杨教授团队在多环芳烃窄光谱荧光材料领域取得重要突破，提出了"芳香性定域效应"（Aromaticity Localization Effects, ALE）这一全新概念，为窄光谱OLED发光材料的设计开发提供了突破性的理论指导。通过系统的理论计算和实验验证，作者证明了多环芳烃分子的芳香性与其发光光谱性质存在显著相关性。具体而言，通过调控多环芳烃分子的芳香性，可有效抑制发光光谱中的肩峰强度，从而实现高色纯度的窄光谱发射，这一发现被定义为"芳香性定域效应"。基于这一理论，通过在团队前期开发的亚胺嵌入的稠杂多环芳烃体系（J. Am. Chem. Soc. 2024, 146, 15977）引入富电子三芳胺氮原子，他们成功构建了独特的"亚胺-苯胺型"多重共振体系。这一分子设计具有以下优势：一方面，通过不同电性氮原子间的多重共振作用，实现了前线分子轨道在氮原子及芳环骨架上的局域化分布，从而在发光中心实现芳香性定域现象，使发光半峰宽得到显著降低；另一方面，三芳胺氮原子的引入增强了分子内的短程电荷转移性质，实现了显著的发光红移，有效解决了传统硼氮共振体系在实现红光发射方面的关键技术瓶颈。基于以上分子设计策略，团队成功开发出一系列窄光谱发光材料，涵盖绿光、黄光至深红光波段。特别值得关注的是，具有芳香性定域特征的II-b化合物表现出优异的深红光发射特性：其最大发射波长达到660 nm，半峰宽仅为35 nm（0.10 eV）。此外，基于II-b的OLED器件实现了符合BT.2020标准的深红光发射，CIE色坐标达到[0.71, 0.29]。这一突破性进展不仅验证了芳香性定域效应的科学价值，更为发展下一代广色域OLED高清显示技术提供了重要的材料基础和技术路径。
该研究以“Aromaticity Localization Effects in Polycyclic Aromatic Hydrocarbons for Discovering Narrowband Fluorescence Materials”为题目发表在Journal of the American Chemical Society上，四川大学为第一单位，化学学院宾正杨教授和游劲松教授为该论文通讯作者，吴祎民博士和博士研究生刘俊杰为论文的共同第一作者。感谢国家自然科学基金委、四川省科技厅、TCL科技创新基金和四川大学的经费支持。感谢吴鹏老师、卢志云老师和李静老师在化合物表征和磷光测试中提供的帮助。
文章链接: https://pubs.acs.org/doi/full/10.1021/jacs.5c05112
