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基于不同刚性共轭受体单元的红色热活化延迟荧光材料的研究

基于不同刚性共轭受体单元的红色热活化延迟荧光材料的研究

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作者：杨陈宗苏州大学

学位级别：硕士

近十年来,有机发光二极管(OLED)凭借响应时间短、自发光、轻薄、可柔性等特点已逐步取代液晶显示技术,成为主流显示技术之一。热活化延迟荧光(tadf)被称为第三代有机发光材料,其具有理论上100%的激子利用率,成本低廉且环保,是具有巨大... 详细信息

近十年来,有机发光二极管(OLED)凭借响应时间短、自发光、轻薄、可柔性等特点已逐步取代液晶显示技术,成为主流显示技术之一。热活化延迟荧光(tadf)被称为第三代有机发光材料,其具有理论上100%的激子利用率,成本低廉且环保,是具有巨大发展潜力的新一代材料。tadf材料在蓝光和绿光领域已经取得优异的成果,但受制于理论限制,红光和近红外(NIR)tadf材料仍需要科研工作者们的更多努力。红光tadf材料一般由强给电子的给体和强吸电子的受体组成。构建红光tadf一般有三种方法:(1)使用更强的给体或者受体;(2)使用刚性的分子结构;(3)更大的π共轭体系。但是能隙定律的限制,发射波长越长的tadf材料表现出更严重的非辐射跃迁。本论文致力于设计基于不同的刚性共轭受体单元的红光/近红外tadf材料,研究不同受体结构对材料光物理性质及电致发光性质的影响,为红光tadf材料研究开辟新的道路。在第二章中,我们在刚性共轭受体单元中分别引入了给电子基团噻吩和电中性基团苯环,设计合成了两个红光分子Py-Th-TPA和Py-Ph-TPA。两个材料都表现出较小的ΔEST,掺杂薄膜的荧光量子产率(PLQY)都超过70%。在受体单元中并入给电子基团可以诱导分子内电荷转移效应(ICT),增强π共轭特性,使发射波长红移。在甲苯溶液和掺杂薄膜中测试光致发射(PL)光谱,与Py-Ph-TPA相比Py-Th-TPA的发射光谱均表现出超过15 nm以上的红移。基于Py-Ph-TPA的器件在浓度为5 wt%表现出最高32.48%的外量子效率(EQE),电致发光(EL)峰为648 nm,当掺杂浓度提升到25 wt%时,最大EL为688 nm。而Py-Th-TPA的器件在15 wt%和25 wt%时,可以实现EL为706 nm和720 nm的近红外发射,EQE分别为11.3%和 4.2%。在第三章中,我们设计了一个刚性环状受体结构和一个非环状线性受体结构,合成了 Mc-TAP和Ph-TPA两个红光tadf材料,两个分子仅相差一个苯环。Mc-TAP和Ph-TPA的发射光谱相同,环状结构没有对分子的能级产生影响。但是环状受体增大了材料单线态激子的非辐射跃迁,在甲苯中测试PLQY,Ph-TPA为92%,而Mc-TAP表现出更低的85%。基于Mc-TAP和Ph-TPA的器件的电致发光光谱也比较接近,但是Ph-TPA的器件最大能表现出30.6%的EQE,EL为630 nm,Mc-TAP的器件最大能表现出20.1%的EQE,EL为624 nm。

关键词：热活化延迟荧光红光/近红外tadf 分子内电荷转移环状受体

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