最近幾年，在有機電致發光領域掀起了熱活化延遲熒光（TADF）材料的研究熱潮。該類材料具有較小的單線態-三線態能級差（ΔEST），電激發產生的三線態（T1）激子能通過反向隙間竄越（RISC）到達單線態（S1），然後通過輻射躍遷方式回到基態發射出延遲熒光，從而達到理論上100%的激子利用率。因此，TADF被認爲是繼磷光材料後的第三代電致發光材料，在未來有機電致發光二極管（OLEDs）領域的中有廣闊的應用前景。爲了獲得較小的ΔEST，在設計TADF分子時最廣泛採用的策略是利用給體基團（D）和受體基團（A）形成相互扭曲的構型，實現分子的最高佔據軌道（HOMO）和最低空軌道（LUMO）的有效分離。雖然，基於該設計的TADF材料性能已經能與磷光材料相媲美，但該設計不可避免的會增大材料在激發態時的結構弛豫和斯托克斯位移，導致材料呈現出較寬的電致發光光譜。2016年，Hatakeyama研究團隊報道了一類基於氮硼的剛性雜環的多重共振TADF材料（MR-TADF）DABNA-1，其電致發光光譜半峯寬僅爲28 nm。與傳統TADF材料不同的是，該發光材料具有剛性的平面骨架，利用氮原子（N）和硼原子（B）的相反的共振效應而實現材料的HOMO/LUMO分離。隨後，基於N/B體系的其他MR-TADF材料也逐漸被報道。然而，在該團隊隨後的工作中，當用氧原子替換氮原子作爲供電子基團時，形成的多環骨架並沒有TADF現象。可見，該類新型MR-TADF材料還需要進一步的理解與分子體系開發。

近期，蘇州大學功能與納米軟物質研究院（FUNSOM）蔣佐權教授等設計了一類由剛性的芳基酮和芳香胺組成的新型MR-TADF材料QAO。由於羰基和氮原子相反的共振效應，QAO的HOMO/LUMO得到了有效分離，其表現出典型的MR-TADF性質，具有0.18 eV的ΔEST值、 32 nm的半峯寬和93.3 μs的延遲熒光。以QAO爲客體材料的藍光OLED器件的最大外量子效率高到19.4%，電致發光光譜半峯寬爲39 nm。這一結果表明QAO是已報道的N/B體系後MR-TADF材料的另一種選擇，並且QAO還是目前已報道的分子尺寸最小的TADF發光材料。此外，由於羰基的拉電子作用，QAO還可以作爲傳統TADF材料受體基元，在引入叔丁基作爲助溶基團和二甲基吖啶作爲受體基元后，得到了既可以用於熱蒸鍍又能用於旋塗的TADF材料QAO-DAd，其相應的器件效率分別高達23.9%和19.3%。這一性能是目前已報到的基於熱蒸鍍和溶液處理兼容TADF材料的器性能最佳結果之一，同時，這也大幅提高了基於芳香二酮發光材料的效率。該研究結果不僅爲設計新型MR-TADF材料提供了新選擇也爲提高羰基類TADF材料的發光效率提供了新思路。

圖一 (a) MR-TADF的新設計策略；QAO和QAO-DAd的分子結構以及基於DFT計算的優化構型、前線軌道分佈和相應的能級

圖二 基於QAO（a）和QAO-DAd（b）OLED器件的外量子效率曲線（插圖爲5 V下的EL光譜，圖b中eva和sol分別表示熱蒸鍍和溶液法制備的器件）

相關論文在線發表在Advanced Optical Materials (DOI: 10.1002/adom.201801536)上,第一作者爲蘇州大學FUNSOM博士生袁熠，通訊作者爲蘇州大學FUNSOM蔣佐權教授。