有機熱活性型延遲熒光材料的分子設計.pdf

1、有機熱活性型延遲熒光（Thermally Activated Delayed Fluorescence，TADF）材料可以在無貴金屬的條件下實現(xiàn)100％的內(nèi)量子效率，成為當前有機電致發(fā)光領域最活躍的研究熱點之一。與熒光材料和磷光材料相比，有機TADF材料具有成本低、發(fā)光效率高等優(yōu)點，被稱為第三代電致發(fā)光材料。本論文設計了一系列具有TADF性質(zhì)的有機分子，并基于密度泛函理論系統(tǒng)研究了其基態(tài)和激發(fā)態(tài)的幾何構型，前線分子軌道，吸收、發(fā)射光譜，

2、振子強度以及最低單重激發(fā)態(tài)-三重激發(fā)態(tài)能隙（ΔEST）等性質(zhì)，從本質(zhì)上揭示了分子結構與光物理性質(zhì)之間的關系。主要研究內(nèi)容如下：
　?。ㄒ唬┮?-氫-噻噸-9-酮-10,10-二氧化物為受體（Acceptor，A），分別引入二苯胺、咔唑、9,9-二甲基-9,10-二氫吖啶、吩噁嗪四種不同的給體（Donor，D），以苯環(huán)（Ph）為連接橋，設計了D-A型、D-Ph-A型、D-A-D型、D-Ph-A-Ph-D型共16種噻噸酮類衍生物分子。

3、基于最優(yōu)Hartree-Fock交換方法預測了其TADF性質(zhì)，深入研究了不同給體、Ph橋、雙給體對TADF性質(zhì)的影響。結果表明：對于D-A型分子，給體的空間位阻是影響ΔEST的決定性因素，空間位阻越大，ΔEST越小；引入Ph橋雖能夠減小HOMO和LUMO重疊，但并不一定能夠減小ΔEST，而引入雙給體則對ΔEST幾乎沒影響。計算發(fā)現(xiàn)有7種分子ΔEST較小，同時具備一定的最優(yōu)垂直吸收和發(fā)射振子強度（fVA(OHF)和fVE(OHF)），可能

4、具有高效的TADF性質(zhì)。本工作設計的一種分子（1d分子）的發(fā)射波長和ΔEST幾乎與實驗中的一種高效黃光TADF分子（1b分子）完全一致，但1d分子的fVA(OHF)和fVE(OHF)明顯強于1b分子（分別增加了0.0323和0.0168），表明1d分子可能是一種更為高效的黃光TADF分子。
　?。ǘ┮訬3,N3,N6,N6-四苯基-9-(4-(喹喔啉-6-基)苯基)-9H-咔唑-3,6-二胺分子（DACQ）為母體，通過引入不同給

5、、吸電子取代基以及改變給、受體連接位置設計了8種喹喔啉類衍生物分子。基于同樣的方法預測了其TADF性質(zhì)，深入研究了取代基以及給、受體連接位置對TADF性質(zhì)的影響。結果表明：在DACQ的受體上引入給電子取代基（-OCH3、-CH3）以及改變給、受體的連接位置，并不能降低ΔEST，但引入吸電子取代基（-2F、-4F與-CN），則可明顯減小ΔEST，且分子的吸收和發(fā)射波長明顯紅移。其中分子7的發(fā)射波長為590nm，fVA(OHF)和fVE(O