多功能熱活化延遲熒光分子發(fā)光機(jī)理的理論研究
發(fā)布時間:2021-09-09 20:18
由于熱活化延遲熒光(Thermally Activated Delayed Fluorescence,TADF)材料可以達(dá)到接近100%的激子利用率,因此其作為有機(jī)發(fā)光二極管(Organic Light-Emitting Diode,OLED)的發(fā)光層材料被廣泛報道。近年來,隨著TADF材料的發(fā)展,多功能發(fā)光材料逐漸被設(shè)計與合成,比如一些具有TADF性質(zhì)的材料同時具有聚集誘導(dǎo)發(fā)光(Aggregation-Induced Emission,AIE)、力致變色(Mechanochromic Luminescence,MCL)和圓偏振發(fā)光(Circularly Polarized Luminescence,CPL)等性質(zhì)。這些材料在應(yīng)用的過程中顯示出來更多的優(yōu)點(diǎn):AIE能夠有效地解決TADF分子在聚集態(tài)下的熒光淬滅問題;MCL利用外部刺激為實現(xiàn)調(diào)控發(fā)光顏色提供可能性,并且MCL材料在內(nèi)存設(shè)備、傳感器和數(shù)據(jù)存儲等領(lǐng)域顯示出廣泛應(yīng)用的潛力;CPL材料可以節(jié)省OLED顯示屏的能量,而且可以實現(xiàn)高對比度的3D圖像,等等。然而,多功能有機(jī)發(fā)光材料的數(shù)量還非常有限,其發(fā)光機(jī)制還不夠清楚。為此,在理論上研...
【文章來源】:山東師范大學(xué)山東省
【文章頁數(shù)】:101 頁
【學(xué)位級別】:碩士
【部分圖文】:
OLED器件一般構(gòu)造以及發(fā)光原理圖
山東師范大學(xué)碩士學(xué)位論文31.2.1熒光材料圖1-2表示電致發(fā)光過程中的激發(fā)態(tài)衰減過程示意圖。根據(jù)量子自旋統(tǒng)計,在電激發(fā)條件下,單重態(tài)激子和三重態(tài)激子的比例為1:3[8]。單重態(tài)激子的失活路徑包括三種:從第一單重激發(fā)態(tài)(S1)到基態(tài)(S0)的輻射發(fā)光(熒光)過程、無輻射過程以及從S1到三重激發(fā)態(tài)(Tn)的系間竄越(ISC)過程。三重態(tài)激子的失活路徑包括兩種:從第一三重激發(fā)態(tài)(T1)到S0的輻射發(fā)光(磷光)過程、系間竄越(磷光的無輻射)過程[9]。第一代發(fā)光材料是熒光材料,它只利用了25%的單重態(tài)激子,因此限制了OLED的內(nèi)量子效率(InternalQuantumEfficiencies,IQE)不高于25%。但是由于這一類材料的發(fā)光性質(zhì)穩(wěn)定,至今仍應(yīng)用在OLED器件中[10]。圖1-2電致發(fā)光過程的激發(fā)態(tài)衰減過程示意圖(S0:基態(tài);S1:第一單重激發(fā)態(tài);T1:第一三重激發(fā)態(tài);F:熒光;IC:內(nèi)轉(zhuǎn)換(無輻射);P:磷光;ISC:系間竄越;RISC:反向系間竄越)1.2.2磷光材料由于熒光材料較低的激子利用率限制了OLED的發(fā)展,人們提出利用磷光材料可以使單重態(tài)激子通過系間竄越到達(dá)三重態(tài)激子,然后三重態(tài)激子發(fā)光,從而使激子利用率達(dá)到
山東師范大學(xué)碩士學(xué)位論文6圖1-3溶液濃度增加時分子在溶液中的發(fā)光情況(a)表示ACQ過程,(b)表示AIE過程[24]2014年,中國科學(xué)院理化技術(shù)研究所汪鵬飛教授等人基于噻噸酮(TX)基團(tuán)設(shè)計合成了兩種TADF性質(zhì)良好的分子,TXO-TPA和TXO-PhCz,其分子式如圖1-4所示。這種D-A結(jié)構(gòu)的分子能夠有效的分離最高占據(jù)分子軌道(HighestOccupiedMolecularOrbital,HOMO)和最低未占據(jù)分子軌道(LowestUnoccupiedMolecularOrbital,LUMO)的交換積分。由于TXO-TPA和TXO-PhCz分子的單重激發(fā)態(tài)和三重激發(fā)態(tài)能差都非常小(分別為52meV和73meV),導(dǎo)致了有效的RISC過程的發(fā)生以及較高的光致發(fā)光量子效率(PhotoluminescenceQuantumYield,PLQY)。兩種分子在水/乙腈混合物中隨著水的比例的增加都可以觀察到AIE現(xiàn)象。以TXO-TPA和TXO-PhCz分別作為發(fā)射源制備的OLED的最高外量子效率(EQE)值最大分別為21.5%和18.5%。這使得TXO-TPA和TXO-PhCz在有機(jī)顯示和照明領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景[29]。圖1-4TXO-TPA和TXO-PhCz分子結(jié)構(gòu)式
本文編號:3392721
【文章來源】:山東師范大學(xué)山東省
【文章頁數(shù)】:101 頁
【學(xué)位級別】:碩士
【部分圖文】:
OLED器件一般構(gòu)造以及發(fā)光原理圖
山東師范大學(xué)碩士學(xué)位論文31.2.1熒光材料圖1-2表示電致發(fā)光過程中的激發(fā)態(tài)衰減過程示意圖。根據(jù)量子自旋統(tǒng)計,在電激發(fā)條件下,單重態(tài)激子和三重態(tài)激子的比例為1:3[8]。單重態(tài)激子的失活路徑包括三種:從第一單重激發(fā)態(tài)(S1)到基態(tài)(S0)的輻射發(fā)光(熒光)過程、無輻射過程以及從S1到三重激發(fā)態(tài)(Tn)的系間竄越(ISC)過程。三重態(tài)激子的失活路徑包括兩種:從第一三重激發(fā)態(tài)(T1)到S0的輻射發(fā)光(磷光)過程、系間竄越(磷光的無輻射)過程[9]。第一代發(fā)光材料是熒光材料,它只利用了25%的單重態(tài)激子,因此限制了OLED的內(nèi)量子效率(InternalQuantumEfficiencies,IQE)不高于25%。但是由于這一類材料的發(fā)光性質(zhì)穩(wěn)定,至今仍應(yīng)用在OLED器件中[10]。圖1-2電致發(fā)光過程的激發(fā)態(tài)衰減過程示意圖(S0:基態(tài);S1:第一單重激發(fā)態(tài);T1:第一三重激發(fā)態(tài);F:熒光;IC:內(nèi)轉(zhuǎn)換(無輻射);P:磷光;ISC:系間竄越;RISC:反向系間竄越)1.2.2磷光材料由于熒光材料較低的激子利用率限制了OLED的發(fā)展,人們提出利用磷光材料可以使單重態(tài)激子通過系間竄越到達(dá)三重態(tài)激子,然后三重態(tài)激子發(fā)光,從而使激子利用率達(dá)到
山東師范大學(xué)碩士學(xué)位論文6圖1-3溶液濃度增加時分子在溶液中的發(fā)光情況(a)表示ACQ過程,(b)表示AIE過程[24]2014年,中國科學(xué)院理化技術(shù)研究所汪鵬飛教授等人基于噻噸酮(TX)基團(tuán)設(shè)計合成了兩種TADF性質(zhì)良好的分子,TXO-TPA和TXO-PhCz,其分子式如圖1-4所示。這種D-A結(jié)構(gòu)的分子能夠有效的分離最高占據(jù)分子軌道(HighestOccupiedMolecularOrbital,HOMO)和最低未占據(jù)分子軌道(LowestUnoccupiedMolecularOrbital,LUMO)的交換積分。由于TXO-TPA和TXO-PhCz分子的單重激發(fā)態(tài)和三重激發(fā)態(tài)能差都非常小(分別為52meV和73meV),導(dǎo)致了有效的RISC過程的發(fā)生以及較高的光致發(fā)光量子效率(PhotoluminescenceQuantumYield,PLQY)。兩種分子在水/乙腈混合物中隨著水的比例的增加都可以觀察到AIE現(xiàn)象。以TXO-TPA和TXO-PhCz分別作為發(fā)射源制備的OLED的最高外量子效率(EQE)值最大分別為21.5%和18.5%。這使得TXO-TPA和TXO-PhCz在有機(jī)顯示和照明領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景[29]。圖1-4TXO-TPA和TXO-PhCz分子結(jié)構(gòu)式
本文編號:3392721
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