论文部分内容阅读
有机发光二极管发展至今,磷光和热激活延迟荧光器件由于理论上能够利用100%的激子发光而备受人们的关注。因此,在本论文中,设计并合成出1种磷光主体材料和4种热激活延迟荧光（TADF）材料,这5种化合物都是以砜基为基础的D-A型有机小分子光电材料。在第一个体系中,以噻吨酮的氧化物（TXO）作为电子受体单元（A）,以“蝶形”结构的吩噁嗪（PXZ）作为电子给体单元（D）,设计合成出化合物2-（10H-吩噁嗪基）噻吨-9-酮-10,10-二氧化物（TXOPXZ）。TXOPXZ在10-5mol L-1的DCM稀溶液中测得紫外吸收峰位于232和285 nm,根据TXOPXZ的吸收带边计算出其光学带隙（Eg）为3.33 eV;室温下,测得TXOPXZ在二氯甲烷（DCM）稀溶液中的荧光发射峰位于443 nm,属于深蓝色荧光,测得其荧光量子产率为25.5%;在77 K的温度下,测得TXOPXZ的第一磷光发射峰位于460 nm,计算得到三线态能级（ET）为2.70 eV,高于客体材料FIrpic的ET（2.62 eV）;通过TXOPXZ的循环伏安（CV）曲线图,我们计算出其HOMO能级为﹣5.28 eV,与阳极ITO的功函（-4.5-5.0 eV）匹配,LUMO能级为-1.95 eV,与常用电子输入材料1,2,4-三唑衍生物（TAZ）（-2.30 eV）相匹配,体现出较好的双极传输性能;通过热失重分析,测得TXOPXZ的分解温度（Td）为327℃,并且用差热分析法（DSC）得到TXOPXZ也具有较高的玻璃化转换温度（Tg）为191℃,说明其具有无定型形态,成膜性及膜稳定性较好。由此可见,TXOPXZ是具有出色热稳定性,同时兼备良好双极传输性能的蓝色磷光主体材料。在第二个体系中,以二苯砜为电子受体单元（A）,吩噁嗪和吖啶作为电子给体单元（D）连接在二苯砜的同侧,设计并合成出两种TADF材料:10,10’-（5-（苯磺酰）-1,3-亚苄基）二（9,9-二甲基-10-吩噁嗪）（2PXZDPS）和10,10’-（5-（苯磺酰）-1,3-亚苄基）二（9,9-二甲基-9,10-二氢吖啶）（2DMACDPS）。在10-55 mol L-1的DCM稀溶液中测得化合物2PXZDPS的吸收峰位于238和317 nm,2DMACDPS在228、280和364 nm附近出现3个吸收峰,根据两者吸收带边,测得Eg分别为2.99和3.07 eV;室温下,2PXZDPS和2DMACDPS在DCM的稀溶液中,以波长为360 nm的激发波测得的荧光发射峰分别位于590和531 nm,分别属于黄光和绿光的荧光发射,计算得到荧光量子产率（Φ）分别为53.5%和77.6%,并且在除氧之后,荧光量子产率分别增长了6.6%和8.2%,这说明2PXZDPS和2DMACDPS都具有延迟荧光现象;从其瞬态光谱图中,发现两个化合物都呈双指数衰减,代表着瞬时荧光和延迟荧光两个过程,证明了两个产物都有延迟荧光现象,并且测得2PXZDPS和2DMACDPS的延迟荧光寿命分别为0.21和0.40μs;根据循环伏安图中,计算得到2PXZDPS的HOMO、LUMO能级分别为-5.28和-2.29 eV,化合物2DMACDPS的HOMO、LUMO能级分别为-5.16和-2.09 eV;从热重分析（TGA）曲线中,测得2PXZDPS和2DMACDPS的分解温度Td分别为408和388℃,都具有出色的热稳定性;综上所述,2PXZDPS和2DMACDPS都是性能较好的热激活延迟荧光材料。在第三个体系中,以吡啶环组合砜基,设计出一种新型受体单元,并且连接了两种供电子性能出色的电子给体单元吩噁嗪和咔唑,得到两种TADF材料:10-（4-（吡啶-3-磺酰基）苯基）-10-吩噁嗪（BDPXZ）和9-（4-（吡啶-3-磺酰基）苯基）-9-咔唑（BDCZ）。通过BDPXZ和BDCZ在DCM稀溶液中的紫外光谱图我们可以看出BDPXZ在240,286和327 nm出现3个吸收峰,BDCZ在236,288,340nm出现三个吸收峰,并计算出Eg分别为2.93和3.11 eV;室温下,以波长为500nm的激发波,测得BDPXZ在579 nm处有荧光发射峰,属于黄绿色荧光,以波长为360 nm的激发波,测得BDCZ在446 nm处有荧光发射峰,属于天蓝色荧光,计算两个化合物的荧光量子产率分别为38.6%和72.8%,并且BDCZ在除氧后荧光量子产率增加了12.7%,这说明化合物BDCZ应具有延迟荧光现象;从其瞬态光谱图中,发现两个化合物都呈双指数衰减,分别为瞬时荧光和延迟荧光两个过程,证明了两个产物都有延迟荧光的发射,并且测得BDPXZ和BDCZ的延迟荧光寿命分别为0.13和0.33μs;通过循环伏安（CV）图,计算出BDPXZ和BDCZ的HOMO能级分别为5.21和5.18 eV;LUMO能级分别为2.28和2.07eV;从TGA数据图中,我们测出BDPXZ和BDCZ的分解温度Td分别为272和338℃,都具有较高的热稳定性。综上所述,BDPXZ和BDCZ都是性能较优的TADF材料,并且吡啶砜基的组合可以作为较为优秀的受体材料运用于TADF材料的设计中。