扭曲的給體–受體（D–A）型結構是構建紅光/近紅外（NIR）熱活化延遲熒光（TADF）材料普遍采用的分子設計策略。根據D、A之間二面角 (θDA) 的扭曲程度可劃分為以下兩種類型：高度扭曲的D-A型（θDA：80～90o）和輕微扭曲的D-A型結構（θDA：30～50o）。后者具有更高的振子強度優勢，有助于加快輻射躍遷速率（kr），從而確保kr與非輻射躍遷速率（kIC）的競爭中占據絕對性優勢，具有更高的熒光量子產率。因此，在長波長深紅/NIR區域，輕微扭曲的D-A型TADF材料的電致發光性能表現更優異。理論上，隨著θDA的減低，即進一步平面化D-A構型，發展具有準平面結構的TADF材料在增強振子強度，抑制kIC方面的優勢將進一步擴大，更加有利于長波長TADF材料的發展。然而，這類材料的發展面臨巨大的挑戰：（1）近平面型分子設計在增大振子強度的同時也極大地削弱了分子內電荷強度，從而導致發射光譜藍移，不利于長波長發射；（2）TADF材料從扭曲D-A構型到平面結構的轉變，缺乏簡明有效的分子設計策略；（3）平面型TADF分子具有形成分子間π-π堆積的強烈傾向，極易引發嚴重的聚集熒光淬滅（ACQ），導致相對較低的發光效率。
針對此問題，近日，蘇州大學張曉宏教授團隊提出了“逐步平面化”的分子設計策略。單分子層面，在輕微扭曲的D-A型結構基礎上，進一步引入螺環基團剛化分子結構并賦予其空間位阻效應，從而提高熒光量子產率并抑制ACQ。分子間層面，借助分子間氫鍵，使得D-A構型進一步平面化，實現了由輕微扭曲到近平面構型的轉變。在單一分子與分子間層間的共同努力下，準平面TADF材料DCN-SAC實現了創紀錄高的摻雜紅光OLED和非摻雜NIR OLED器件效率。這一進展填補了平面D-A型TADF材料在NIR區域的研究空白，同時為構筑高效NIR OLED器件提供了新的研究思路。相關論文發表在Advanced Functional Materials 上，文章第一作者為蘇州大學博士后王輝和碩士研究生林森，通訊作者為蘇州大學俞佳、陳先凱教授、王凱教授和張曉宏教授。
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