【摘 要】
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空间电荷转移高分子荧光材料是一类利用电子给体与电子受体的空间π-堆积实现电荷转移发光的高分子荧光材料,在化学结构上具有给体与受体之间采用非共轭连接的特征,在发光特性方面具有易于实现热活化延迟荧光效应的特点,是构建高效高分子荧光材料的新途径。论文工作围绕调控聚苯乙烯类空间电荷转移高分子荧光材料的发光颜色和提高聚苯乙烯类空间电荷转移高分子荧光材料的发光效率两个关键问题展开,通过调控给体与受体之间的空间
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空间电荷转移高分子荧光材料是一类利用电子给体与电子受体的空间π-堆积实现电荷转移发光的高分子荧光材料,在化学结构上具有给体与受体之间采用非共轭连接的特征,在发光特性方面具有易于实现热活化延迟荧光效应的特点,是构建高效高分子荧光材料的新途径。论文工作围绕调控聚苯乙烯类空间电荷转移高分子荧光材料的发光颜色和提高聚苯乙烯类空间电荷转移高分子荧光材料的发光效率两个关键问题展开,通过调控给体与受体之间的空间相互作用,发展了三基色和白光空间电荷转移高分子荧光材料,同时,采用敏化发光原理,发展了空间电荷转移高分子为主体的高效高分子荧光材料。1.采用苯基吖啶和三嗪单元分别作为电子给体和受体,通过改变三嗪单元上的取代基来调节受体的吸电子能力,继而调控给体与受体之间的空间电荷转移强度,发展出蓝、绿、红三基色聚苯乙烯类空间电荷转移高分子荧光材料,其发光颜色覆盖蓝光(455 nm)到红光(616 nm)的整个可见光范围。同时,这类高分子荧光材料均表现出热活化延迟荧光效应(延迟荧光寿命为0.36-1.28 μs)和高效的反系间窜越速率(kRISC=0.1~8.5×106 s-1),能够有效利用三线态激子发光。基于聚苯乙烯类空间电荷转移高分子荧光材料组装的蓝光、绿光和红光溶液加工型有机电致发光器件的外量子效率分别为12.1%、16.2%和1.0%。2.采用一种给体(吖啶)和两种受体(不含氰基的三苯基三嗪和含有氰基的三苯基三嗪)形成两种不同强度的给/受体配对,构造了具有蓝光(吖啶/三苯基三嗪)和黄光(吖啶/氰基三苯基三嗪)双重空间电荷转移发光通道的聚苯乙烯类白光高分子荧光材料,其溶液加工型器件的色坐标位于(0.31,0.42),电流效率和外量子效率分别达到37.9 cd A-1和14.1%。同时,通过在空间电荷转移蓝光荧光高分子中引入黄光磷光染料,利用蓝光荧光组分到磷光染料的部分能量转移,高分子同时表现出空间电荷转移蓝荧光和黄磷光发射,发展了空间电荷转移荧光与磷光混合发光的单一高分子白光材料,不仅能够充分利用三线态激子来实现高的器件效率(功率效率为42.8 Im W-1),而且能够利用空间电荷转移高分子的反系间窜越过程降低三线态激子密度,从而避免高亮度下的三线态激子淬灭,继而实现低的效率滚降(1000 cd/m2亮度下的效率衰减为1.9%)。3.采用聚苯乙烯类空间电荷转移高分子为主体,以及蓝光、绿光和红光荧光染料(3-苯基苝(PhPe)、9,10-二(二(4-叔丁基苯)胺基)蒽(TBPAD)和4-甲氧基苯基三苯胺萘并噻二唑(NTTPA))为发光单元,通过调控荧光染料的共聚含量实现主体到荧光染料的完全能量转移,发展了空间电荷转移高分子为主体的三基色高分子荧光材料。特色在于,既能够发挥空间电荷转移高分子主体的敏化功能实现高的激子利用率,又能够利用经典荧光染料高荧光量子效率的特点实现器件效率的提升。基于上述高分子组装的蓝光、绿光和红光溶液加工型有机电致发光器件的外量子效率分别为14.6%、19.2%和10.3%,与传统主体的高分子荧光材料相比,效率提升4.4~5.0倍。同时,采用桥连结构提高给体单元的分子刚性,发展了具有低非辐射跃迁速率的空间电荷转移高分子主体材料,采用四苯基二苯并菲(DBP)为荧光染料组装出发光色坐标为(0.62,0.37)、外量子效率为9.9%的红光溶液加工型有机电致发光器件。
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