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https://doi.org/10.1002/agt2.4
文章简介
电荷转移（CT）态是电子给体（D）与电子受体（A）之间发生电子转移所形成的激发态。通过调控给体与受体之间的电荷转移态强度，不仅能够实现蓝绿红三基色发光，而且还能够促进反向隙间蹿跃，实现对三线态激子的有效利用。通常来说，电荷转移分为两种类型，其一是化学键电荷转移（through-bond charge transfer, TBCT）；其二是空间电荷转移（through-space charge transfer, TSCT）。前者的给体与受体单元直接通过共轭结构连接，电子转移通过连接给体与受体的化学键来实现；而后者给体与受体单元不是通过共轭结构直接连接，而是通过具有空间限制作用的分子骨架实现空间排列，其电子转移则是通过给体与受体的空间π‒π作用实现。
高分子荧光材料既具有有机小分子荧光材料丰富可调的发光特性，又具有高分子材料的优异溶液加工性能，是发展溶液加工型有机发光二极管的材料基础，目前研究主要集中在共轭高分子材料体系，其结构特征一般是给体与受体单元采用共轭结构连接，发光本质来源于给体到受体的化学键电荷转移。
有别于采用共轭结构和化学键电荷转移为发光本质的经典高分子荧光材料，中国科学院长春应用化学研究所王利祥研究员课题组于2017年提出了“空间电荷转移高分子荧光材料”的设计概念，通过采用非共轭高分子骨架（例如聚苯乙烯、聚降冰片烯骨架等）实现电子给体与电子受体的空间π-堆积，发展了具有空间电荷转移（TSCT）、热活化延迟荧光（TADF）和聚集诱导发光（AIE）等效应的高分子荧光材料，不仅突破了蓝光高分子荧光材料器件效率偏低的瓶颈限制，而且实现了全光谱发射以及白光发射，成为构建高效高分子荧光材料的新途径。
图1. 空间电荷转移高分子荧光材料及其三种拓扑结构
近期，王利祥研究员&邵世洋副研究员课题组在Aggregate上发表了题为“Through-Space Charge Transfer Polymers for Solution-Processed Organic Light-Emitting Diodes”的综述文章（Aggregate, 2020, 1, 45–56），从空间电荷转移高分子荧光材料的分子设计、发光特性和器件性能出发，围绕三种不同拓扑结构（线型、分子刷型和树枝型结构）的空间电荷转移高分子荧光材料体系，总结和概述了近年来国内外学者围绕该研究主题的研究进展，分析了空间电荷转移高分子荧光材料未来发展面临的机遇和挑战，并从材料与器件的角度对其未来研究进行了展望，例如，面向荧光量子效率的提升，提出构建具有桥连和刚性结构的给体与受体单元、以及给体与受体空间排列方式固定且可控的空间电荷转移高分子荧光材料；面向高色纯度的实现，提出发展空间电荷转移高分子荧光材料为主体材料、窄光谱荧光染料为掺杂剂的敏化机制荧光器件。
本文第一作者为中国科学院长春应用化学研究所邵世洋副研究员，通讯作者为王利祥研究员。
