基于吲哚并咔唑的热致延迟荧光有机电致发光材料的研究

来源 :电子科技大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:janmey2007
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相对于传统的其他各类无机发光器件而言,有机电致发光器件(Organic Light-Emitting Diode,OLED)具有更多优点,有足够的潜力应用于显示和照明领域。经过几十年的研究而发展出来的第三代有机发光材料——热激活延迟荧光(TADF)材料——由于其高效、环保、易于制备等优点,成为了目前OLEDs研究的重点之一。TADF小分子材料基于其合理的分子设计,可以有效地调节分子的第一激发单线态(S1)和第一激发三线态(T1),降低分子的电子交换能(ΔEST)。而极小的电子交换能可以使电激发产生的75%的三重态激子,在环境温度的激发下,通过反向系间窜过程跃转换为单线态激子,从而实现100%的内量子效率。为了实现较小的电子交换能,通常使用给体-受体共轭连接的分子设计方法来设计TADF分子。与丰富的受体种类相比,给体片段的选择较少。针对这个问题,本文选用吲哚并[3,2-b]咔唑作为给电子核心,设计合成了三种新型的TADF小分子材料,取得了如下成果:1.设计了以吲哚并[3,2-b]咔唑片段为给体核心,间位连接二苯甲酮的新型天蓝光TADF材料mBP-ICz。相比文献,本文改变了给受体之间的连接位点,增大了给受体之间的扭转角,使得最高占据轨道(HOMO)与最低未占据轨道(LUMO)进一步分离,实现了0.03 e V的电子交换能。基于m BP-ICz的OLED器件的色坐标为(0.20,0.42),器件的最大亮度可达33600 cd/m~2,外量子效率可达17.2%。这些结果表明,基于吲哚并[3,2-b]咔唑给体片段的m BP-ICz是一种新型的TADF分子,吲哚并[3,2-b]咔唑是一种优秀的给体片段,可以用于TADF材料的设计。2.针对基于mBP-ICz的器件效率问题,以吲哚并[3,2-b]咔唑为给电子核心,以2,4,6-三苯基三嗪为电子受体,通过改变给受体之间的连接位点,设计合成了两种新型TADF材料pTRZ-ICz与mTRZ-ICz。从新设计的两个TADF分子的结构来看,其给受体片段所在平面有着较大的二面角,促进了HOMO与LUMO的分离,降低了材料的电子交换能。两个新材料的电子交换能分别为0.05 e V与0.13 e V,暗示两者可能具有TADF特性。基于p TRZ-ICz与m TRZ-ICz的有机电致发光器件的色坐标分别为(0.19,0.38)以及(0.23,0.41),属天蓝光发射。器件的最大亮度可达16440 cd/m~2与9770 cd/m~2,最大外量子效率可达23.1%与16.2%。这些结果表明吲哚并[3,2-b]咔唑适用于TADF分子的设计合成。
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