热活化延迟荧光（tadf）材料被引入有机发光二极管（oled）领域以来，因其无需重金属即可实现100%的理论内量子效率备受关注。相比于小分子，tadf聚合物具有天然的可溶液加工特性，可以有效降低oled制备成本。然而，传统tadf聚合物因分子骨架中给受体结构的扭曲振动和共轭效应，普遍存在发射光谱较宽（半峰宽fwhm达70-120 nm）的问题，严重制约了其在超高清显示领域的应用。在热活化延迟荧光（tadf）聚合物中实现高效和窄带发射仍然是一项艰巨的挑战。
常州大学王亚飞教授团队联合北京化工大学任忠杰教授团队、韩国成均馆大学jun yeob lee教授团队，提出了一种基于硅-碳σ键饱和间隔基的创新分子设计策略。研究团队在多谐振（mr-tadf）发光单元与聚咔唑主链之间引入三维刚性结构的四芳基硅烷（tps）间隔基，成功制备出兼具窄带发射与高效率的tadf聚合物psi系列（psi1、psi3、psi6）。在甲苯溶液中，所有聚合物均显示窄带发射，半峰宽(fwhm)值为28-30 nm。由于高效的反向系统间窜越过程，聚合物psi3在掺杂薄膜中具有最高的光致发光量子产率，达到97%。基于psi3的溶液处理器件表现出最佳性能，最大外部量子效率(eqemax)为28.8%，fwhm为42 nm。通过使用tadf分子5cz-trz作为敏化剂，实现了eqemax为30.2 %的器件性能，在迄今为止报道的mr-tadf聚合物中处于第一梯队。这项工作通过控制mr-tadf发光单元和聚合物主链之间的σ键饱和间隔基，为获得高效和窄带发射的tadf聚合物提供了一种有效的策略。
相关成果以题为《narrowband emissive solution-processed polymer organic light-emitting diodes with external quantum efficiency above 30%》发表于材料科学顶刊《advanced materials》，常州大学华磊博士为第一作者，常州大学王亚飞教授、北京化工大学任忠杰教授及韩国成均馆大学jun yeob lee教授为共同通讯作者。
【碳-硅σ键策略构筑窄带聚合物tadf材料】
图1. (a) 已报道的窄带发射聚合物的设计策略；(b) 该工作的聚合物设计策略：基于嵌入硅-碳σ键饱和间隔基的部分共轭主链聚合物。
【分子合成与理论计算】
图2. (a) 聚合物的合成路线；(b) 聚合物片段的前沿分子轨道模拟， homo-2和lumo分布以及相应的能级；激发态的nto分析。
【溶液与薄膜的光物理性质】
图3 (a) 聚合物在甲苯溶液中的紫外-可见吸收(abs.)光谱和pl光谱；(b) 纯膜中聚合物的pl光谱；(c) 掺杂薄膜plqy；(d) 在真空中聚合物掺杂薄膜的二维时间分辨光谱；(e)真空中掺杂薄膜的荧光衰减曲线。(f) risc速率的区间(krisc)和三重态非辐射跃迁速率(ktnr)。
【基于mr-tadf聚合物制备的高效率与窄发射oled】
图4. (a) oled器件的结构和所用材料的相应化学结构。(b) 在100 cd·m-2的亮度下聚合物的的el光谱(c) 基于psi3的tsf 器件在不同电压下的el光谱。(d) eqe值与电流密度的关系曲线。(e) 器件的eqe和fwhm。(f) 基于聚合物的窄发射oled器件效率总结。
