扭曲的给体–受体（D–A）型结构是构建红光/近红外（NIR）热活化延迟荧光（TADF）材料普遍采用的分子设计策略。根据D、A之间二面角 (θDA) 的扭曲程度可划分为以下两种类型：高度扭曲的D-A型（θDA：80～90o）和轻微扭曲的D-A型结构（θDA：30～50o）。后者具有更高的振子强度优势，有助于加快辐射跃迁速率（kr），从而确保kr与非辐射跃迁速率（kIC）的竞争中占据绝对性优势，具有更高的荧光量子产率。因此，在长波长深红/NIR区域，轻微扭曲的D-A型TADF材料的电致发光性能表现更优异。理论上，随着θDA的减低，即进一步平面化D-A构型，发展具有准平面结构的TADF材料在增强振子强度，抑制kIC方面的优势将进一步扩大，更加有利于长波长TADF材料的发展。然而，这类材料的发展面临巨大的挑战：（1）近平面型分子设计在增大振子强度的同时也极大地削弱了分子内电荷强度，从而导致发射光谱蓝移，不利于长波长发射；（2）TADF材料从扭曲D-A构型到平面结构的转变，缺乏简明有效的分子设计策略；（3）平面型TADF分子具有形成分子间π-π堆积的强烈倾向，极易引发严重的聚集荧光淬灭（ACQ），导致相对较低的发光效率。
针对此问题，近日，苏州大学张晓宏教授团队提出了“逐步平面化”的分子设计策略。单分子层面，在轻微扭曲的D-A型结构基础上，进一步引入螺环基团刚化分子结构并赋予其空间位阻效应，从而提高荧光量子产率并抑制ACQ。分子间层面，借助分子间氢键，使得D-A构型进一步平面化，实现了由轻微扭曲到近平面构型的转变。在单一分子与分子间层间的共同努力下，准平面TADF材料DCN-SAC实现了创纪录高的掺杂红光OLED和非掺杂NIR OLED器件效率。这一进展填补了平面D-A型TADF材料在NIR区域的研究空白，同时为构筑高效NIR OLED器件提供了新的研究思路。相关论文发表在Advanced Functional Materials 上，文章第一作者为苏州大学博士后王辉和硕士研究生林森，通讯作者为苏州大学俞佳、陈先凯教授、王凯教授和张晓宏教授。
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