热活化延迟荧光型主体材料的设计、合成与光电性能研究

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传统给体-受体(D-A)型热活化延迟荧光(TADF)材料分子构型弛豫大,发光光谱宽,难以在有机发光二极管(OLED)中获得高色纯度。多重共振TADF(MR-TADF)材料分子刚性强,基态与激发态构型弛豫小,发光光谱窄,可获得超高色纯度,是实现高分辨显示的理想材料。但MR-TADF材料较低的反向系间窜越速率(kRISC)使其在OLED器件遭受严重的效率滚降问题,严重阻碍其实际应用发展。本论文采用激基复合物作为主体与TADF材料作为辅助主体两种策略,致力于调控分子结构以构建新型具有高效反向系间窜越(RISC)过程的主体材料,并应用于改善MR-TADF发光材料在OLED器件中的效率滚降。1.以双三氟甲基联苯为受体,分别结合咔唑、四甲基咔唑、二甲基吖啶给体,制备了三个分子Cz CF3、TMCz CF3与DMAc CF3,并将其与POT2T共混构建了新型激基复合物。双三氟甲基联苯接近正交的结构及给受体间较大的扭转角降低了分子共轭程度,使得基于此构建的激基复合物具有较高的最低三线态能级(T1)。利用给体单元的不同给电性调控激基复合物的电荷转移(CT)特性,减小其单三线态分裂能(ΔST),获得了高kRISC。得益于DMAc CF3:POT2T主体的高效RISC过程,基于BN-DMAc为发光客体的OLED器件在1000 cd m-2亮度的效率滚降仅为6.84%。本章工作为构建具有高T1能级与kRISC的激基复合物主体材料并用于改善MR-TADF发光材料在OLED器件的效率滚降提供参考。2.将咔唑给体和二苯基三嗪受体邻位连接于π共轭单元,制备了三个D-π-A型TADF分子。通过改变咔唑数量调控通过空间的电荷转移(TSCT)和通过化学键的电荷转移(TBCT)的平衡,同时实现了较高辐射跃迁速率(kF)和kRISC,将其用作辅助主体可保证主客体之间的高效能量转移并抑制激子湮灭。以o-TCz-TRZ为辅助主体,BN-DMAc为客体的OLED器件最大外量子效率(EQE)为23.9%,在100与1000 cd m-2亮度下的EQE分别为21.5%与17.9%。本章工作为敏化MR-TADF材料以同时获得OLED器件的高EQE与低效率滚降提供参考。
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