多功能热活化延迟荧光分子发光机理的理论研究

发布时间：2021-09-09 20:18

　　由于热活化延迟荧光（Thermally Activated Delayed Fluorescence,TADF）材料可以达到接近100%的激子利用率,因此其作为有机发光二极管（Organic Light-Emitting Diode,OLED）的发光层材料被广泛报道。近年来,随着TADF材料的发展,多功能发光材料逐渐被设计与合成,比如一些具有TADF性质的材料同时具有聚集诱导发光（Aggregation-Induced Emission,AIE）、力致变色（Mechanochromic Luminescence,MCL）和圆偏振发光（Circularly Polarized Luminescence,CPL）等性质。这些材料在应用的过程中显示出来更多的优点:AIE能够有效地解决TADF分子在聚集态下的荧光淬灭问题;MCL利用外部刺激为实现调控发光颜色提供可能性,并且MCL材料在内存设备、传感器和数据存储等领域显示出广泛应用的潜力;CPL材料可以节省OLED显示屏的能量,而且可以实现高对比度的3D图像,等等。然而,多功能有机发光材料的数量还非常有限,其发光机制还不够清楚。为此,在理论上研... 

【文章来源】：山东师范大学山东省

【文章页数】：101 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

OLED器件一般构造以及发光原理图

山东师范大学硕士学位论文31.2.1荧光材料图1-2表示电致发光过程中的激发态衰减过程示意图。根据量子自旋统计，在电激发条件下，单重态激子和三重态激子的比例为1：3[8]。单重态激子的失活路径包括三种：从第一单重激发态(S1)到基态(S0)的辐射发光（荧光）过程、无辐射过程以及从S1到三重激发态(Tn)的系间窜越(ISC)过程。三重态激子的失活路径包括两种：从第一三重激发态(T1)到S0的辐射发光（磷光）过程、系间窜越（磷光的无辐射）过程[9]。第一代发光材料是荧光材料，它只利用了25%的单重态激子，因此限制了OLED的内量子效率(InternalQuantumEfficiencies,IQE)不高于25%。但是由于这一类材料的发光性质稳定，至今仍应用在OLED器件中[10]。图1-2电致发光过程的激发态衰减过程示意图（S0：基态；S1：第一单重激发态；T1：第一三重激发态；F：荧光；IC：内转换（无辐射）；P：磷光；ISC：系间窜越；RISC：反向系间窜越）1.2.2磷光材料由于荧光材料较低的激子利用率限制了OLED的发展，人们提出利用磷光材料可以使单重态激子通过系间窜越到达三重态激子，然后三重态激子发光，从而使激子利用率达到

山东师范大学硕士学位论文6图1-3溶液浓度增加时分子在溶液中的发光情况(a)表示ACQ过程，(b)表示AIE过程[24]2014年，中国科学院理化技术研究所汪鹏飞教授等人基于噻吨酮(TX)基团设计合成了两种TADF性质良好的分子，TXO-TPA和TXO-PhCz，其分子式如图1-4所示。这种D-A结构的分子能够有效的分离最高占据分子轨道(HighestOccupiedMolecularOrbital,HOMO)和最低未占据分子轨道(LowestUnoccupiedMolecularOrbital,LUMO)的交换积分。由于TXO-TPA和TXO-PhCz分子的单重激发态和三重激发态能差都非常小（分别为52meV和73meV），导致了有效的RISC过程的发生以及较高的光致发光量子效率(PhotoluminescenceQuantumYield,PLQY)。两种分子在水/乙腈混合物中随着水的比例的增加都可以观察到AIE现象。以TXO-TPA和TXO-PhCz分别作为发射源制备的OLED的最高外量子效率(EQE)值最大分别为21.5%和18.5%。这使得TXO-TPA和TXO-PhCz在有机显示和照明领域具有广阔的应用前景[29]。图1-4TXO-TPA和TXO-PhCz分子结构式


本文编号：3392721