针对这一矛盾，中国科学院化学研究所刘云圻‌院士、郭云龙研究员、赵志远副研究员合作，提出嵌入式塑化连接基团策略：将聚乙二醇基柔性片段以共价方式引入吖啶-二苯甲酮-咔唑TADF聚合物主链，使EO和EXO片段作为聚合物框架内的塑化连接基团。与常规添加剂塑化不同，该策略在分子层面引入柔性，避免添加剂塑化剂常见的迁移和相分离问题，同时保留给体-受体TADF单元以维持高效延迟荧光。基于该策略合成的四种TADF聚合物表现出小的单-三线态能隙、清晰的延迟荧光和良好的薄膜形变能力；优化后的刚性OLED最大外量子效率达20.1%，亮度高达85,988 cd m⁻²，处于聚合物基TADF OLED已报道最高亮度值之列，柔性OLED最大外量子效率为14.7%。这些结果证明嵌入式塑化连接基团是将高效TADF发射与机械柔性结合的有效分子设计策略，为下一代柔性OLED技术提供了有前景的途径。相关论文以“An Embedded Plasticization Strategy for Flexible Thermally Activated Delayed Fluorescence Polymers with High Luminance”为题，发表在JACS上。

在分子设计上，研究人员以吖啶-二苯甲酮-咔唑为核构建TADF发光体，其中二苯甲酮为电子受体、吖啶和咔唑为电子给体，并通过2,7-和3,6-取代咔唑以及EO/EXO间隔基的组合获得四种聚合物；关键方法是将EO和EXO柔性间隔基作为嵌入式塑化连接基团，通过Suzuki-Miyaura聚合共价引入聚合物主链（图1b），从而在分子层面赋予薄膜形变能力，同时避免添加剂塑化带来的迁移和相分离问题；设计策略与合成路线见图1a、b。

图1：（a）柔性TADF聚合物的设计策略。（b）TADF聚合物的合成路线。

为验证该设计是否保留TADF所需电子结构，密度泛函理论计算显示四种聚合物的LUMO主要定域在二苯甲酮受体上，HOMO分布在吖啶和咔唑给体单元上，形成良好分离的前线轨道，计算单-三线态能隙分别为0.01、0.03、0.01和0.01 eV（图2）；这说明EO/EXO连接基团没有破坏给体-受体电子结构，为高效TADF过程保留了前提。

图2：TADF聚合物的前线分子轨道分布和激发态能级。

随后，光物理表征进一步确认了TADF特征及其可调控性：聚合物在溶液中呈现给体-受体电荷转移吸收（图3a），在纯膜中发射峰蓝移至528—547 nm（图3e）；飞秒瞬态吸收显示不同咔唑连接和连接基团结构会影响早期激发态弛豫动力学（图3c），低温荧光和磷光给出的单-三线态能隙为30—140 meV，瞬态PL衰减呈现纳秒级瞬态荧光和微秒级延迟荧光（图3f），且变温测试中延迟发射随温度升高更明显，符合热激活延迟荧光机制；掺杂mCP薄膜的PLQY最高达66%，说明该策略在引入柔性的同时保留了有利的激发态性质。

图3：TADF聚合物的光物理性质：（a）甲苯溶液中的吸收光谱，插图显示放大的CT吸收区域；（b）甲苯溶液中的PL光谱；（c）纯聚合物薄膜（PIDC(3,6)-EXO）在370 nm激发后不同延迟时间的飞秒瞬态吸收光谱；（d）纯膜吸收光谱和（e）稳态PL光谱；（f）298 K氮气气氛下纯膜的瞬态PL衰减曲线。

在器件层面，研究人员先以刚性ITO/玻璃基底制备掺杂OLED，器件结构为ITO/PEDOT:PSS/发光层/TPBi/LiF/Al，能级图见图4a，将聚合物以3:7重量比分散于mCP主体中；器件呈现528—537 nm绿色电致发光（图4b），开启电压为3.5—4.5 V（图4c），CIE坐标见图4d，其中PIDC(2,7)-EO综合性能最佳，最大EQE为20.1%、最大电流效率65.4 cd A⁻¹、最大功率效率28.5 lm W⁻¹（图4e、f），并在约100和1000 cd m⁻²亮度下分别保持10.48%和17.76%的EQE，峰值亮度达85,988 cd m⁻²（图4e）；这表明嵌入式塑化连接基团策略在刚性基底上实现了高效、高亮度电致发光。

图4：基于TADF聚合物在刚性基底上制备的掺杂OLED器件的电致发光特性：（a）能级图；（b）EL光谱；（c）电流密度-电压-发光特性；（d）CIE坐标；（e）EQE随亮度变化；（f）电流效率-发光-功率效率特性。

在此基础上，研究人员评估了薄膜形变能力并制备柔性OLED：以PIDC(3,6)-EXO为代表的纯聚合物薄膜在PDMS基底拉伸至75%应变时虽出现裂纹状特征，但AFM显示仍基本保持纳米尺度形貌连续性（图5d），拉伸-释放后主要发射带和光谱轮廓基本保留；在PEN/ITO基底上制备的柔性OLED（图5a）呈现522—527 nm绿色电致发光（图5b），所有器件EQE高于8%、电流效率高于27 cd A⁻¹（图5e、f），其中PIDC(2,7)-EO基柔性器件最大EQE为14.7%、最大亮度5175 cd m⁻²（图5c、e、f），约保持相应刚性器件最大EQE的70%，并在150次弯曲循环后仍保持初始最大EQE的70%以上（图5g、h、i）；这表明该策略使TADF聚合物在柔性器件架构中保持有效电致发光和反复弯曲下的工作稳健性。

图5：基于TADF聚合物的掺杂柔性OLED器件的电致发光特性：（a）柔性器件结构示意图；（b）EL光谱；（c）电流密度-电压-亮度特性；（d）PDMS基底上PIDC(3,6)-EXO薄膜在0和75%基底应变下的光学显微镜图像，以及显示纳米尺度形貌特征的相应AFM高度图；（e）EQE随亮度变化；（f）电流效率-亮度-功率效率特性；（g）弯曲状态下的柔性OLED照片；（h）在弯曲半径R=5 mm下EQE随弯曲循环次数变化；（i）在弯曲半径R=5 nm下亮度随弯曲循环次数变化。在h和i中，每次扫描的最大EQE和最大亮度值是在器件恢复到平坦状态后测量的。

总体而言，该研究通过将PEG基EO和EXO片段共价嵌入吖啶-二苯甲酮-咔唑聚合物主链，在保留给体-受体电子结构和延迟荧光的同时赋予薄膜形变能力，所得聚合物具有30—140 meV的小单-三线态能隙、清晰延迟荧光和高达66%的PLQY；刚性OLED最大EQE达20.1%、亮度达85,988 cd m⁻²，柔性OLED最大EQE达14.7%、亮度达5175 cd m⁻²，并在150次弯曲循环后保持电致发光工作。该工作证明嵌入式塑化连接基团是兼顾高效TADF发射与机械柔性的有效分子设计策略，为下一代柔性OLED技术提供了有前景的途径。