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有机热活性型延迟荧光(Thermally Activated Delayed Fluorescence,TADF)材料可以在无贵金属的条件下实现100%的内量子效率,成为当前有机电致发光领域最活跃的研究热点之一。与荧光材料和磷光材料相比,有机TADF材料具有成本低、发光效率高等优点,被称为第三代电致发光材料。本论文设计了一系列具有TADF性质的有机分子,并基于密度泛函理论系统研究了其基态和激发态的几何构型,前线分子轨道,吸收、发射光谱,振子强度以及最低单重激发态-三重激发态能隙(ΔEST)等性质,从本质上揭示了分子结构与光物理性质之间的关系。主要研究内容如下:(一)以9-氢-噻吨-9-酮-10,10-二氧化物为受体(Acceptor,A),分别引入二苯胺、咔唑、9,9-二甲基-9,10-二氢吖啶、吩噁嗪四种不同的给体(Donor,D),以苯环(Ph)为连接桥,设计了D-A型、D-Ph-A型、D-A-D型、D-Ph-A-Ph-D型共16种噻吨酮类衍生物分子。基于最优Hartree-Fock交换方法预测了其TADF性质,深入研究了不同给体、Ph桥、双给体对TADF性质的影响。结果表明:对于D-A型分子,给体的空间位阻是影响ΔEST的决定性因素,空间位阻越大,ΔEST越小;引入Ph桥虽能够减小HOMO和LUMO重叠,但并不一定能够减小ΔEST,而引入双给体则对ΔEST几乎没影响。计算发现有7种分子ΔEST较小,同时具备一定的最优垂直吸收和发射振子强度(fVA(OHF)和fVE(OHF)),可能具有高效的TADF性质。本工作设计的一种分子(1d分子)的发射波长和ΔEST几乎与实验中的一种高效黄光TADF分子(1b分子)完全一致,但1d分子的fVA(OHF)和fVE(OHF)明显强于1b分子(分别增加了0.0323和0.0168),表明1d分子可能是一种更为高效的黄光TADF分子。(二)以N3,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)为母体,通过引入不同给、吸电子取代基以及改变给、受体连接位置设计了8种喹喔啉类衍生物分子。基于同样的方法预测了其TADF性质,深入研究了取代基以及给、受体连接位置对TADF性质的影响。结果表明:在DACQ的受体上引入给电子取代基(-OCH3、-CH3)以及改变给、受体的连接位置,并不能降低ΔEST,但引入吸电子取代基(-2F、-4F与-CN),则可明显减小ΔEST,且分子的吸收和发射波长明显红移。其中分子7的发射波长为590 nm,fVA(OHF)和fVE(OHF)分别为0.1737和0.0954,ΔEST为0.093 eV。较小的ΔEST和较大的振子强度表明该分子可能是一种高效的黄光TADF分子。分子8和9的发射波长分别为660和680 nm,ΔEST分别为0.096和0.092 eV,两者都为红光TADF分子。与分子8相比,分子9具有更高的fVA(OHF)和fVE(OHF)(分别为0.2231和0.1061),表明分子9可能是一种更为高效的红光TADF分子。