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有机发光二级管(Oganic Light Emitting Diode,OLED)由于具有视角广、自发光、低功耗和可柔性等优点,被认为是新一代的显示技术。热致延迟荧光(Thermally Activated Delayed Fluorescence,TADF)材料凭借激子的反向系间穿越过程,能够实现100%的内量子效率,引起了显示领域的广泛关注。经过近几年的发展,TADF材料最大外量子效率(The Maximum External Quantum Efficiency,EQEmax)已经达到36%以上,但在高亮度下器件的效率滚降严重。虽然大多数的TADF材料采用主-客体掺杂体系以减缓器件的效率滚降,但问题仍然十分严重,并且这种主-客掺杂器件相比与非掺杂器件来说,工艺比较复杂,掺杂浓度难以准确控制,导致器件不稳定。因此,发展高效率、低滚降非掺杂的TADF材料非常有必要。本文以二苯硫砜作为受体基团,通过以下几个方面设计非掺杂器件的TADF材料:1.改变供电子基团的种类,研究供体对聚集诱导发光-热致延迟荧光(Aggregation-Induced Emission-Thermally Activated Delayed Fluorescence,AIE-TADF)材料发光性能的影响;2.改变供体9-苯基咔唑的取代位置,探究不同连接位置对AIE-TADF材料发光性能的影响;3.将AIE-TADF和主体型取代基结合,形成自主体的TADF分子,达到降低效率滚降的目的。具体内容如下:
(1)基于D-A-D结构,以二苯硫砜为受体,9-苯基咔唑和吩噻嗪、吩噁嗪以及9,9-二甲基吖啶为供体,设计合成了三个AIE-TADF材料(3CP-DPS-PXZ、3CP-DPS-PTZ和3CP-DPS-DMAC),研究不同供体对AIE-TADF材料发光性能的影响。三个材料都具有AIE性质、高的热稳定性和高荧光量子产率(photoluminescence quantum yield,PLQY),适合作为发光材料来制备非掺杂的器件。其非掺杂器件的EQEmax分别为17.9%、13.1%和9.1%。
(2 )基于3CP-DPS-PXZ,改变供体9-苯基咔唑的取代位置设计合成了2CP-DPS-PXZ和4CP-DPS-PXZ两个绿光AIE-TADF材料,研究不同取代位置对AIE-TADF发光性能的影响。两个材料都有AIE性质、较高的热稳定性以及在纯薄膜状态下的PLQY较高。与上章3CP-DPS-PXZ相比,2CP-DPS-PXZ的器件性能进一步提升。基于2CP-DPS-PXZ器件的最大功率效率和最大电流效率分别为64.5lm/W和50.7cd/A,比基于3CP-DPS-PXZ器件的高(最大电流效率:50.4lm/W,最大功率效率:48.1cd/A)。基于2CP-DPS-PXZ、3CP-DPS-PXZ和4CP-DPS-PXZ做为发光材料的非掺杂器件的EQEmax分别为16.3%、16.6%和15.2%,在1000cd/m2下效率滚降分别为11.4%、10.8%和10.8%。
(3 )基于DPS-PXZ,引入主体型取代基pPDCz和mPDCz设计合成了pPDCzDPSPXZ和mPDCzDPSPXZ两个自主体的绿光发光材料,研究主体型取代基对AIE-TADF发光性能的影响。与前两章相比,基于pPDCzDPSPXZ和mPDCzDPSPXZ做为发光层的非掺杂器件的性能得到较大改善,其EQEmax分别为17.1%和18.1%,在1000cd/m2下其效率仍然有15.4%和16.7%,其效率滚降仅仅只有9.9%和7.7%。
(1)基于D-A-D结构,以二苯硫砜为受体,9-苯基咔唑和吩噻嗪、吩噁嗪以及9,9-二甲基吖啶为供体,设计合成了三个AIE-TADF材料(3CP-DPS-PXZ、3CP-DPS-PTZ和3CP-DPS-DMAC),研究不同供体对AIE-TADF材料发光性能的影响。三个材料都具有AIE性质、高的热稳定性和高荧光量子产率(photoluminescence quantum yield,PLQY),适合作为发光材料来制备非掺杂的器件。其非掺杂器件的EQEmax分别为17.9%、13.1%和9.1%。
(2 )基于3CP-DPS-PXZ,改变供体9-苯基咔唑的取代位置设计合成了2CP-DPS-PXZ和4CP-DPS-PXZ两个绿光AIE-TADF材料,研究不同取代位置对AIE-TADF发光性能的影响。两个材料都有AIE性质、较高的热稳定性以及在纯薄膜状态下的PLQY较高。与上章3CP-DPS-PXZ相比,2CP-DPS-PXZ的器件性能进一步提升。基于2CP-DPS-PXZ器件的最大功率效率和最大电流效率分别为64.5lm/W和50.7cd/A,比基于3CP-DPS-PXZ器件的高(最大电流效率:50.4lm/W,最大功率效率:48.1cd/A)。基于2CP-DPS-PXZ、3CP-DPS-PXZ和4CP-DPS-PXZ做为发光材料的非掺杂器件的EQEmax分别为16.3%、16.6%和15.2%,在1000cd/m2下效率滚降分别为11.4%、10.8%和10.8%。
(3 )基于DPS-PXZ,引入主体型取代基pPDCz和mPDCz设计合成了pPDCzDPSPXZ和mPDCzDPSPXZ两个自主体的绿光发光材料,研究主体型取代基对AIE-TADF发光性能的影响。与前两章相比,基于pPDCzDPSPXZ和mPDCzDPSPXZ做为发光层的非掺杂器件的性能得到较大改善,其EQEmax分别为17.1%和18.1%,在1000cd/m2下其效率仍然有15.4%和16.7%,其效率滚降仅仅只有9.9%和7.7%。