Pure organic materials exhibiting room temperature phosphorescence (RTP) have significant fundamental importance and promising optoelectronic and biological applications. Exploration of metal- and heavy atom-free pure organic phosphors, however, remains challenging because achieving emissive triplet relaxation that outcompetes the vibrational loss is difficult without metal or heavy atoms. In this contribution, in contrast to aggregation-caused quenching (ACQ) normally observed in conventional chromophores, a unique phenomenon of crystallization-induced dual emission (CIDE), namely, simultaneously boosted fluorescence and phosphorescence upon crystallization, is observed in a group of pure organic aromatic acids and esters at ambient conditions. Moreover, two triplet-involved relaxations of delayed fluorescence (DF) and phosphorescence are activated. Such efficient intrinsic emission from both singlet and triplet states in a single compound without employing metal or heavy atoms is suitable for a variety of fundamental research and applications.

Pure organic persistent room-temperature phosphorescence (p-RTP) under ambient conditions is attractive but challenging due to the slow intersystem crossing process and susceptibility of triplet excitons. Fabrication of pure organic RTP luminogens with simultaneously high efficiency and ultralong lifetime still remains a daunting job, owing to their conflicting requirements for the T1 nature of (n,π*) and (π,π*) characteristics, respectively. Herein, a group of amide-based derivatives with efficient p-RTP is developed through the incorporation of spin–orbital-coupling-promoting groups of carbonyl and aromatic π units, giving impressive p-RTP with lifetime and efficiency of up to 710.6 ms and 10.2%, respectively. Furthermore, two of the luminogens demonstrate intense p-RTP after vigorous mechanical stimulation, indicating their robust nature, which is rarely encountered. Efficient and robust p-RTP even in the amorphous state endows them promising potential for encryption and bioimaging with facile fabrication processes. A bioimaging study with live mice indicates that such highly robust p-RTP is tremendously beneficial for in vivo afterglow imaging with an ultrahigh signal-to-background ratio of 428. These results strongly imply the possibility of realizing efficient and robust p-RTP from pure organics even without meticulous protection, thus paving the way to their promising and versatile applications.

Conjugation-induced rigidity in twisting molecules provides a new facile but effective avenue toward solution and solid dual-state efficient luminogens. While conjugation rigidifies the molecular conformations in solution, the twisting structure prevents or alleviates detrimental close molecular packing in the solid states, thus synergistically yielding high efficiencies in both solution and solid states.

Nonconventional biomacromolecular luminogens have attracted extensive interest due to their fundamental importance and potential applications in diverse areas. To explore novel luminogens and, moreover, to gain deeper insights into their emission mechanism, we study the emission behaviors of sodium alginate (SA), a natural anionic polysaccharide composed of mannuronic (M) and guluronic acids (G). We find that the luminescence from aqueous SA solutions exhibits distinct concentration enhanced emission and aggregation-induced emission (AIE) characteristics. Meanwhile, the ratio of M/G also matters. Rheological measurements reveal the distinct regimes of the solutions, which are consistent with the observed emission, indicative of strong association between the chain entanglement and emission. Moreover, we observe persistent room temperature phosphorescence (RTP) in the amorphous SA solids, which is a rare case even in pure organic aromatic luminogens. Such unique emission can be remarkably enhanced via coordination with Ca2+ ions. These emission behaviors can be well rationalized by the clustering-triggered emission (CTE) mechanism. Namely, the emission is caused by the electron cloud overlap due to the clustering of oxygen atoms and carboxylate units, together with conformation rigidification. Owing to its biocompatibility, intrinsic emission, and, moreover, persistent RTP, SA shows great potential for anticounterfeiting, encryption, intracellular imaging, and so on.

Triphenylacrylonitrile and diarylamine based D–π–A luminogens exhibit typical AIE characteristics with high solid state efficiency up to unity and switchable mechanochromism with high contrast, which render them multifunctional materials for versatile applications in optical storage, volatile organic compound (VOC) detection, OLEDs, etc.

ABSTRACT Nonconventional luminogens without classic conjugated structures have drawn increasing interests owing to their fundamental importance and promising applications. These luminogens generally bear such subgroups as tertiary amine, C = C, C≡N, C = O, OH, ether, and imide. The emission mechanism, however, remains under debate. Different assumptions like oxidation or acidification of tertiary amines, aggregation of C = O groups, as well as clustering and electron cloud overlap are proposed. Unlike concentration quenching and aggregation‐caused quenching (ACQ) that are normally observed in traditional luminogens, many of these unorthodox luminogens exhibit unique aggregation‐induced emission (AIE) characteristics, regardless of their molecular architectures. This review summarizes varying unorthodox luminogens with AIE features, aiming to outline the recent advances in this exciting area, with focus on the macromolecular systems. In light of the reported results, clustering‐triggered emission mechanism, namely clustering of diverse subgroups with subsequent electron cloud overlap and conformation rigidification can well rationalize the photophysical behaviors of most systems. © 2016 Wiley Periodicals, Inc. J. Polym. Sci., Part A: Polym. Chem. 2017 , 55 , 560–574

Achieving persistent room-temperature phosphorescence (p-RTP), particularly those of tunable full-colors, from pure organic amorphous polymers is attractive but challenging. Particularly, those with tunable multicolor p-RTP in response to excitation wavelength and time are highly important but both fundamentally and technically underexplored. Here, a facile and general strategy toward color-tunable p-RTP from blue to orange-red based on amidation grafting of luminophores onto sodium alginate (SA) chains, resulting in amorphous polymers with distinct p-RTP and even impressively excitation-dependent and time-dependent afterglows is reported. p-RTP is associated with the unique semi-rigidified SA chains, effective hydrogen bonding network, and oxygen barrier properties of SA, whereas excitation-dependent and time-dependent afterglows should stem from the formation of diversified p-RTP emissive species with comparable but different lifetimes. These results outline a rational strategy toward amorphous smart luminophores with colorful, excitation-dependent, and time-dependent p-RTP, excellent solution processability, and film-forming ability for versatile applications.

Abstract Dimerized acceptors show promise in combining the high performance of small‐molecule non‐fullerene acceptors (NFAs) with the excellent stability of polymer acceptors. The central linking units that connect two acceptor molecules together have a profound impact on dimeric acceptor properties and structure‐performance relationships in blended thin films. It is seen that different linkers significantly affect the electronic properties and morphology in blended thin film. The electron‐donating linker elevates the absorption coefficient, affords a lower bandgap, and reduces energy loss, and thus better photovoltaic device performance. Better fibrillar morphology can be obtained. The best material DY‐EDOT‐based device shows a power conversion efficiency (PCE) of 18.21%, an open‐circuit voltage ( V oc ) of 0.924 V, a short‐circuit current density ( J sc ) of 25.20 mA cm −2 , a fill factor (FF) of 78.19%, which is among the highest value for dimerized acceptors. This study reveals the fundamental importance of linker units in determining the dimerized acceptor properties and provides useful strategies for developing oligomeric and polymeric acceptors, which is critical in simultaneously improving the performance and stability of organic solar cells (OSCs).