基于吖啶衍生物的热活性延迟荧光材料的设计合成及性能研究

来源 :湘潭大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:RHLOK007
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有机热活性延迟荧光材料(TADF)不包含重金属原子,具有制备成本低、可利用单线态激子和三线态激子发光等优点,近年来引起了科研人员的广泛关注。尽管TADF材料在过去几年已取得重大突破,但仍存在材料种类少、器件效率滚降严重、色纯度低等关键科学问题,从而制约其商业化应用。为了进一步探讨TADF材料-性能的关系,本论文立足新材料,通过合理的分子构筑,设计合成一系列基于吖啶单元的给体-受体型TADF发光材料。论文的主要研究内容如下:(1)以吖啶为给体单元、噁二唑为受体单元,设计合成了两种给体-受体(DA)型化合物OHOXD和BFOXD,并详细研究了材料的构效关系。研究结果表明:这两类化合物都具有较好的热稳定性,其失重5%时的热分解温度都大于380℃;瞬态光谱证实化合物OHOXD和BFOXD均具有TADF性质,并且化合物OHOXD呈现出分子内质子转移现象;这两种化合物在溶液和固体薄膜中都呈现出天蓝色发光,其最大发射波长均在473 nm左右;以TADF化合物CzAcSF为主体材料,以化合物OHOXD和BFOXD分别为发光层客体材料,通过溶液加工制备了有机电致发光器件,器件最大外量子效率分别为12.1%和20.1%。(2)以吖啶和三苯胺为给体单元,以双砜衍生物为受体单元,构筑了四种“十字架”型化合物TPA-BPSB、DMAc-BPSB、MTPA-BPSB和MDMAc-BPSB。研究发现:这类“十字架”型化合物具有较好的热稳定性;瞬态光谱确证了这四种化合物都具有TADF性能;在甲苯溶液中,这四种TADF材料的最大发射峰位于517-544 nm区间;固体薄膜中,TPA-BPSB、DMAc-BPSB、MTPA-BPSB和MDMAc-BPSB的光致发光效率分别为92%、13%、88%和10%;以化合物CzAcSF为主体材料,以这四种TADF材料为发光层掺杂剂,通过溶液加工制备有机电致发光器件,研究了材料的结构-器件性能关系。其中基于化合物MTPA-BPSB的器件获得了最大外量子效率18.11%。(3)利用分子自身偶联反应,构筑了一种新型给体单元2,10’-联吖啶;通过引入不同的电子受体单元,合成了一系列基于2,10’-联吖啶的D-A型化合物。这类材料都具有较大的刚性结构,因而具有很好的热稳定性能;在溶液和固体薄膜中,它们都呈现出黄绿色发光;瞬态衰减寿命测试表明当受体结构为二苯砜和二苯甲酮单元时,材料呈现出TADF性能;当受体结构为三嗪单元时,材料仅为普通荧光材料。显然,不同的受体单元对材料的光物理性能有较大的影响。
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