基于苊并[1,2-b]喹喔嗪为受体单元设计合成新型红光热活化延迟荧光分子

采用苊并[1,2-b]喹喔嗪(AQ)作为一种新的热活化延迟荧光(TADF)电子受体(A)基团,通过与强电子给体(D)基团吩噁嗪连接成D-A结构,合成出一种新型TADF分子10,10',10'-(苊并[1,2-b]喹喔嗪-3,9,10-三基)-三(10H-吩噁嗪)(AQ-TPXZ),该分子材料发射红色荧光.理论计算表明,该分子的轨道电子云重叠度很小.通过荧光和磷光光谱计算得出,其单线态-三线态能隙差为0.02eV.瞬态衰减测试显示AQ-TPXZ具有瞬时寿命和延迟寿命两种组分.以AQ-TPXZ为发光材料的有机电致发光器件(OLED)实现了红光发射,峰值位于624nm处.该器件的最大外量子效率为7.4%,高于传统的OLED的理论最大外量子效率(5%),这一结果不仅表明AQ-TPXZ为红光TADF分子,同时表明AQ可作为一种新的红光TADF电子受体片段.     

主链为咔唑-吖啶给体/侧基为三联吡啶受体的热诱导延迟荧光共轭聚合物合成及发光性质

成膜性能优异的聚合物发光材料适宜于可溶液加工大尺寸显示及照明器件制作,赋予其热诱导延迟荧光(TADF)特征能够有效改善器件发光性能.本工作以苯环对位桥连三联吡啶的吖啶衍生物(ABTPy)为TADF单体、咔唑(Cz)衍生物为共聚单体,利用交叉偶联反应,控制TADF单体摩尔投料比为1%、5%、10%和50%,合成了4个主链为咔唑-吖啶给体/侧基为三联吡啶受体的共轭聚合物PCzABTPy1～PCzABTPy50.低含量TADF单元聚合物溶液的光致发光光谱显示了低聚咔唑片段和TADF单元的双峰发射,发光峰位是420和488 nm,聚合物薄膜仅出现单峰发射,发光峰由470 nm红移至508 nm.聚合物瞬态荧光衰减光谱均包含纳秒级瞬时荧光(12～15 ns)和微秒级延迟荧光(1.3～4.8μs),证实聚合物具有TADF特性.以聚合物为发光层的非掺杂溶液加工电致发光器件实现了蓝光发射,发光波长位于452～484 nm.其中,PCzABTPy10发光器件展示了最优的发光性能,最大外量子效率(EQE)为9.4%,启亮电压为3.0 eV.在亮度1000 cd/m²时,器件EQE仍保...     

甲基修饰的咔唑/二苯砜基AIE-TADF蓝光材料及其OLED器件

以四甲基咔唑为电子给体(D)、 二苯砜为电子受体(A)构建了具有D-A-D结构的纯有机咔唑/二苯砜衍生物——9,9'-[磺酰基双(3,1-亚苯基)]双(1,3,6,8-四甲基-9H-咔唑)(TMe-mSOCz). 对所合成材料的光物理性能研究表明, TMe-mSOCz表现出明显的聚集诱导发射(AIE)和热激活延迟荧光(TADF), 延迟寿命和延迟荧光占比分别为2.26 μs和47.7%, 并具有良好的电化学稳定性和热稳定性. 基于TMe-mSOCz作为非掺杂发光层制备了有机发光二极管(OLED)器件, 其启亮电压(V_on)为3.5 V, 最大外量子效率为5.63%, 国际照明委员会(CIE)坐标为(0.18, 0.26). 在1000 cd/m²亮度下, 非掺杂器件的效率滚降非常小(7.1%), 色彩稳定性较好, 其具有窄的半峰宽(FWHM=72 nm). 研究结果表明, 在传统TADF分子给受体间引入甲基修饰有利于开发具有AIE特性与更高效的D-A-D型TADF分子, 这为基于AIE-TADF分子开发新型OLED器件提供了新途径.     

基于咔唑和三嗪单元的位点调控设计并合成高效蓝光热活化延迟荧光分子

利用咔唑作为给体基元、三嗪作为受体基元,通过有效组合和位点调控设计合成了两个发光机理-热活化延迟荧光(TADF)分子:m-CzTri和p-CzTri.这两个材料均发射明亮的蓝色荧光,且具有非常小的单线态-三线态激子分裂能.计算模拟表明,给体和受体基团分离了最高占据轨道(HOMO)和最低未占据轨道(LUMO),使它们之间交叠很小.此外,测试了它们的热学、电化学、光物理和器件性质,其中, m-CzTri作为发光分子的有机发光二极管(OLED)器件的色坐标为(0.15, 0.25),得到了高达18%的外量子效率.     

中位四(1-苯基吡唑-4-基)卟啉掺杂空穴传输材料的红色有机电致发光器件(英文)

使用中位-四(1-苯基吡唑-4-基)卟啉(TPPyPH2)掺杂空穴传输材料N,N′-二苯基-N,N′-双(4-甲苯基)-1,1′-二苯基-4,4′-二胺(TPD)制备了红色有机电致发光器件.因为TPD的发射光谱与TPPyPH2的吸收光谱具有更大的光谱重叠,为了得到更为有效的从主体材料TPD向红光染料TPPyPH2的能量传递,我们使用TPD代替传统的8-羟基喹啉铝(Alq3)作为主体发光材料.器件在680nm处具有纯的红光发射峰;通过使用Alq3电子传输层以及使用Alq3共掺杂发光层的方法,使器件的发光性能得到了改善,结构为ITO/Alq3+TPPyPH2+TPD(50nm)/Alq3(30nm)/Al的器件的最大发光亮度为177cd/m2.     

热活化延迟荧光蓝光小分子取代基效应的研究进展

近年来, 作为第三代有机发光二极管(organic light-emitting diodes, OLED)发光材料的热活化延迟荧光(thermally activated delayed fluorescence, TADF)材料受到了学术界和产业界的广泛关注. TADF分子由于其单线态与三线态之间的能级差较小, 三线态激子可以被环境热活化而通过反系间窜越上转换至单线态, 理论上可实现100%的激子利用率, 从而使得OLED器件外量子效率显著提高. TADF材料被认为是突破高效稳定有机电致蓝光发射瓶颈的潜在解决方案. 一般, TADF分子为含有电子给体(donor, D)和电子受体(acceptor, A)的纯有机推拉电子体系. 通过改变给体单元和受体单元的结构、数量和取代基及其位置可以有效调节TADF分子的单线态-三线态能级差、前线轨道分布、聚集态结构、电致发光颜色及其性能. 同时取代基在调控给、受体单元的推拉电子能力及TADF材料的分子构型、聚集态结构和稳定性等物化特性方面扮演着非常重要的角色. 本综述分别对D-A型和多重共振型TADF蓝光分子的取代基效应进行了综述, 以期为高效稳定的蓝光TADF分子的设计合成提供有效借鉴.     

四[4,4'-双(4",4",4"-三氟代-1",3"-二氧代丁基)邻三联苯]双核铕配合物的发光及其在发光二极管中的应用

合成了一个双核铕的配合物,[HN(CH3CH2)3]2[Eu2(bdb)4]·CH3CH2OH,{H2bdb=4,4'-双(4",4",4"-三氟代-1",3"-二氧代丁基)邻三联苯}.该配合物在紫外和近紫外光激发下发出铕离子特征红光.配合物中三价铕离子的5D0激发态寿命为704μs,寿命曲线很好地和单指数衰减拟合曲线相吻合.监控614nm的红光发射,激发光谱位于250～420nm范围.在395nm处具有很强的激发强度,该配合物能够被395nm发射的InGaN芯片发出的近紫外光激发而发红光.变温光致发光测定表明,该配合物的温度淬灭效应很小.当温度升高到200℃,依然发射出很强的红光.配合物热稳定性达到260℃.发光性质和热稳定性满足制备LED器件的要求.将该配合物与395nm发射的InGaN芯片组合制备了红色发光二极管,当配合物和硅树脂的质量比为1:20,工作电流为20mA时,红色发光二极管的色坐标为x=0.61,y=0.31,发光效率为3.64lm/W.将该配合物与发蓝绿光的二-2-(2'-羟基苯基)苯并噻唑锌混合涂布在395nm发射的InGaN芯片上制备成了白光发光二极管,合适的质量比为铕配合物:锌配合物:硅树脂=1:1:25.工作电流为20mA时,色坐标x=0.32,y=0.32;色温Tc=6026K;显色指数Ra=81;发光效率为1.26lm/W.结果表明,该配合物是制备半导体高显色指数白光LED的一种红光材料.     

聚集诱导发光新材料9,10-双[2-(1-甲基-1H-吡咯-2-基)乙烯基]蒽的 合成及性能

合成并全面表征了一种新的蒽烯类化合物9,10-双[2-(1-甲基-1H-吡咯-2-基)乙烯基]蒽(MPVAn). 该化合物具有显著的聚集诱导发光特性. 它在溶液态时几乎不发光, 但在固态时的光致发光强度达到溶液态的数百倍. 为了确定标题化合物的聚集诱导发光机制, 研究了它在不同溶液粘度及温度下的光致发光行为, 结果表明聚集态发光增强是由于分子内转动受阻所致. 它的粉末在420 nm光的激发下发射纯的黄光, 峰值为562 nm, 半峰宽为66 nm. 采用紫外-可见吸收光谱及循环伏安法研究了化合物的电子性能, 其HOMO和LUMO能级分别为－4.78和－2.28 eV.     

电子给体-受体型热活化延迟荧光蓝光材料研究进展

热活化延迟荧光材料由于其最低激发单重态和最低激发三重态之间的能级差较小,三重态激子可以通过反向系间窜越过程上转换到单重态,实现无贵金属添加的三重态激子参与的荧光发射,大大提高了发光效率,解决了传统荧光有机发光二极管(OLED)内/外量子效率(≤25%/≤5%)低下的问题;与磷光OLED相比,避免了使用贵金属,在造价方面具有更大优势.在类型众多的热活化延迟荧光(TADF)材料中,由于电子给体-受体型分子合成简单,性能出众而成为近年来的研究热点.另一方面,高效蓝光材料的稳定性及色纯度问题一直是该领域研究亟待解决的难题.本文将依据不同电子给受体单元,对电子给体-受体型热活化延迟荧光蓝光材料及其OLED器件的最新进展、发光原理和设计原则进行了简要综述,并对其发展作出展望.     

以1,3-茚二酮为电子受体的热激活延迟荧光分子的合成及其在有机发光二极管中的应用

本文设计合成了一种新型电子受体2,2-二甲基-1,3-茚二酮,并将其应用于热激活延迟荧光(TADF)分子的设计中,合成了一系列具有不同发光性能的TADF分子:5-二甲基吖啶基-2,2-二甲基-1,3-茚二酮(IDYD),5-吩噁嗪基-2,2-二甲基-1,3-茚二酮(IDPXZ)和5,6-二吩噁嗪基-2,2-二甲基-1,3-茚二酮(ID2PXZ)。以IDYD为客体掺杂制备得到蓝光OLED器件,其CIE值为(0.27,0.31),最大外量子效率(EQE)为2.13%。以IDPXZ为客体掺杂得到橙光OLED器件,其CIE值为(0.43,0.53),EQE为1.31%。以ID2PXZ为客体掺杂得到黄光OLED器件,其CIE值为(0.41,0.54),EQE为2.55%。上述结果证明了以2,2-二甲基-1,3-茚二酮为电子受体可以得到不同发光颜色的TADF分子,并在全色OLED器件中具有一定应用前景。     

4, 4, 4-三氟-1-(4′-邻三联苯基)-1, 3-丁二酮邻菲咯啉铕(Ⅲ)配合物的合成及发光

合成了一个新配合物EuL3phen,[HL=4,4,4-三氟-1-(4'-邻三联苯基)-1,3-丁二酮,phen=邻菲咯咻].该化合物在半导体InGaN芯片发出的近紫外光激发下能够发出铕㈢离子特征红光,发光量子效率为9%.将配合物EuL3phen和半导体395 nm发射InGaN芯片组合,成功地制备了红色发光二极管.在配合物和硅胶质量比为1:25时,器件色坐标为x=0.6123,y=0.3128,光效为0.68 Im·W-1.     

聚集诱导延迟荧光材料及器件研究进展

热活化延迟荧光(TADF)材料无需贵金属参与即可实现单线态和三线态激子的全利用,成为了有机电致发光的研究热点.但是目前大部分TADF材料都表现出严重聚积诱导发光猝灭现象,这对其应用和发展不利.聚集诱导延迟荧光材料作为一种新型TADF材料,具有独特的聚集诱导荧光增强现象引起科研工作者极大兴趣.基于聚集诱导延迟荧光材料分子设计及其光物理性能和器件研究具有重要意义.将依据不同电子受体单元,对聚集诱导延迟荧光材料的发光原理、设计策略及其有机发光器件的最新进展进行简要综述,并对其发展做出展望.     

含咔唑基的苯并噻唑类铱配合物的合成及其光学性能

以2-溴咔唑为原料,经烷基化、Suziki偶联和环化3步反应合成了新型的环金属配体2-[4-(9-乙基-9H-咔唑-2-基)苯基]苯并噻唑(3);3与三氯化铱和N^N辅助配体(2,2’-联吡啶和1,10-菲啰啉)解离合成了两个新型的离子型环金属铱配合物(5a)和(5b),其结构经1H NMR和ESI-MS表征。用UV-Vis和FL研究了5a和5b的发光性能。结果表明:5a和5b的二氯甲烷溶液为绿色磷光,λex分别为295 nm,450 nm和270 nm,400 nm;λem为570 nm。     

喹喔啉类红光热活化延迟荧光材料研究进展

红光材料是显示三基色材料之一, 具有发射能量小、穿透能力强和背景荧光干扰小等优点, 被广泛应用于全彩显示、生物传感和光动力治疗等领域. 红光材料目前存在的问题主要有: (1)跃迁能级小, 其非辐射跃迁速率快, 导致量子效率普遍较低; (2)分子共轭较大, 存在较强的π-π堆积作用, 容易导致荧光淬灭; (3)分子设计需要更大的共轭, 在分子合成上较为困难. 热活化延迟荧光(thermally activated delayed fluorescence, TADF)材料作为具有全新的发光机制的材料能够通过反向系间窜越过程利用三重态激子发射荧光, 极大地提高了量子效率, 因此, 基于TADF机制的红光材料成为了近年来人们研究的热点. 由于结构的特点, 喹喔啉及其衍生物非常适合用来构建红光TADF分子. 从喹喔啉类TADF红光材料的分子结构视角出发, 对红光TADF材料的近年来的研究进行概述, 讨论分子结构对材料性能影响, 并且对其发展进行展望.     

系列2-苯基喹啉类铱配合物的合成及电化学发光性能研究

以4-甲氧羰基-2-苯基喹啉为环金属配体,N^N辅助配体为解离配体合成了一系列离子型环金属铱配合物.配合物的结构通过质谱、核磁进行了表征.配合物1还测试了其单晶结构.对配合物的紫外、磷光性质进行了表征,溶液状态下为红光发射,波长在610～620 nm之间,磷光寿命在133～496 ns之间,量子效率在0.7%～16.6%之间.铱配合物的电化学发光与23Ru(bpy)+有所不同,发光电位比23Ru(bpy)+要高,且大部分铱配合物在正负电位都能发光,最大发光强度是23Ru(bpy)+的三倍.     

双四甲基铵四[4,4'-双(4",4",4"-三氟代-1",3"-二氧代丁基)联苯]双核铕(Ⅲ)配合物的合成及发光

合成了新配合物[N(CH_3)_4]_2[Eu_2(btb)_4](H_2btb=4,4'-双(4",4",4",-三氟代-1",3"-二氧代丁基)联苯).通过元素分析、红外光谱、紫外光谱对配合物的结构予以表征.在近紫外激发下,该配合物发射出强的铕离子特征红光.监控614nm的发射光,其激发光谱在391nm处具有很强的激发强度,能够被InGaN芯片发射光有效激发而发红光.将该配合物与395 nm发射的InGaN芯片组合制成了红色发光二极管,当配合物和硅树脂的质量比为1:30时,红色发光二极管的色坐标为x=0.6214,y=0.3159,器件的发光效率为0.59 lm·w~(-1).结果表明,配合物[N(CH_3)_4]_2[Eu_2(btb)_4]是制作白光二极管可供选用的红色发光材料.     

芴-苯并噻二唑-苯胺类共聚物的合成与发光性能

用Suzuki缩聚反应分别将窄带隙单元-苯并噻二唑-二苯胺(DPABT)和苯并噻二唑-三苯胺(TPABT)引入聚芴主链,合成了共聚物PF-DPABT和PF-TPABT,并比较了共聚物的发光性能.随着窄带隙单元含量的增加,其特征发射逐渐增强,说明发生了从聚合物主体单元到窄带隙单元有效的能量转移.两种共聚物在低窄带隙单元含量(1mol%)下的电致发光光谱仅出现窄带隙单元的特征发射,PF-DPABT共聚物为650～680nm之间的饱和红光,而PF-TPABT共聚物为590～610nm之间的橙红光,聚芴主体单元的发射被完全淬灭,说明与光致发光过程相比,电致发光过程中的能量转移更完全.基于共聚物PF-DPABT-1及PF-TPABT-5器件的最大外量子效率分别为1.3%和2.0%,器件结构为ITO/PEDOT:PSS/polymer/Ba/Al,是一类有希望的红光材料.     

10-甲基-10H-吩噻嗪-5,5-二氧化物衍生物的合成及其光物理和电化学性质

设计并合成了四种基于10-甲基-10H-吩噻嗪-5,5-二氧化物为受体(A),9,9-二甲基-9,10-二氢吖啶(DMAC)或吩噁嗪(PXZ)为给体(D)的分子内电荷转移荧光化合物1a、1b、2a和2b,并研究它们的光物理和电化学性质.结果表明:2a甲苯溶液的最大发射波长(λmax)和除氧后的荧光量子效率(Φd)分别为422 nm和0.367,而1a和1b分别为455 nm、0.083和511 nm、0.098.室温下1a和1b掺杂的PMMA薄膜的荧光寿命(τfilm)分别为5.78和20.00μs.根据77 K时的时间分辨荧光和磷光光谱得到1a和1b的最低单重态(S_1)-最低三重态(T_1)的能级差ΔE_(ST)分别为0.203和0.177 e V,表明它们都是潜在的热激活延迟荧光(TADF)材料.热重分析表明四种化合物热分解温度高于420℃.     

水热合成稀土氟化物材料YLiF4∶Yb,Tm的上转换发光特性

利用水热法合成了掺杂Tm3 和Yb3 的YLiF4材料, 并研究了Tm3 和Yb3 在材料中的光吸收, 以及980 nm红外光激发下不同Tm3 浓度掺杂下的上转换发光特性. 实验发现, 在980 nm激光激发下, 材料可发出可见光. 上转换发光光谱中包括蓝光和红光. 与蓝光相比, 红光强度要弱1～2个数量级. 上转换发光强度和浓度关系研究显示, 当Tm3 浓度为0.3% (摩尔分数)时上转换发光达到最强, 大于0.3% (摩尔分数)后发光开始减弱. 通过分析输出光强与泵浦功率的双对数曲线, 发现Tm3 的蓝光发射和红光发射均属于双光子过程.     

基于四氰基受体单元的高效近红外热激活延迟荧光

以二吡啶并吩嗪为受体单元,三苯胺(TPA)为给体单元,设计合成了近红外(NIR)热激活延迟荧光(TADF)材料11,12-双[4-(二苯基氨基)苯基]联吡啶[3,2-a:2’,3’-c]吩嗪-3,6,10,13-四甲腈(FCNPZ-TPA).在FCNPZ-TPA分子的受体单元上引入4个氰基增加了受体单元的吸电子能力.考虑到TPA具有优异的给电子能力,将强给体-强受体单元同时引入分子骨架中,使得FCNPZ-TPA的发射波长红移到近红外区域.另外,给体(D)和受体(A)单元之间空间位阻导致FCNPZ-TPA具有扭曲D-A分子构型,从而实现了较小的单线态-三线态能级差(ΔEST).得益于FCNPZ-TPA分子刚性骨架以及较小的ΔEST,当FCNPZ-TPA掺杂在主体4,4’-二(9-咔唑)联苯中时,该有机支光二极管器件在发射波长为742 nm处实现了8.01%的最大外量子效率(EQE).