摘要
有机发光二极管(OLED)具有柔性度高、超轻薄、广视角等特点，从而被称为新一代显示技术并广泛应用于各个领域。OLED技术使红光、绿光、蓝光实现全色彩自发光成为可能，但相比于绿光和蓝光来讲，对红光/近红外(NIR)有机发光材料的研究一直没有取得重大突破，这是由能隙法则所决定的。不论是热活化延迟荧光(TADF)还是磷光材料，随着发光红移，器件外量子效率(EQE)下降明显。但红色/NIR发射器，在光学通信、光电探测、夜视、生物医学等领域有着不可替代的应用。所以，在有机光电领域研究出结构新颖且效率高的红色/NIR发光材料仍是研究的热点与难点。对于第三代OLED发光材料TADF来讲，在不掺杂重金属的情况下，由于其具有较小的最低单重态.三重态(S1-T1)能隙差(ΔEsr)，容易发生快速的反系间窜越(RISC)过程，被禁阻的75％的T1就可以通过此过程被利用起来，从而可收获100％的激子。因此从激子利用率和生产成本考虑，TADF材料是有望实现商业化的红色/NIR发光材料。本论文围绕苊并吡嗪(AP)、苊并喹喔啉(AQ)为受体(A)骨架，三苯胺及氘（D元素）取代三苯胺(TPA)为给体(D)骨架设计合成了一系列红色/NIRTADF材料，通过理论模拟计算、热力学性能、电化学性能、晶体解析、光物理性质及电致发光(EL)性能等进行一系列测试分析，深度研究探讨了各个红光/NIRTADF的分子特性及器件性能。 1.基于苊并[1，2-b]吡嗪/喹喔啉为受体骨架，TPA基团为给体骨架，同时在受体单元上引入2个氰基(CN)，把强的共平面受体引入到分子结构中使其在固体状态下易于形成J-聚集体增强分子间电荷转移，诱导高效的TADFOLED。除此之外，作为概念研究，把给体骨架中的H元素替换为D元素，采用氘取代的给体部分，探究TADF材料中的同位素效应，制备了2个氘取代的TADF发射器TPAAP-D和TPAAQ-D。研究结果表明，TPAAP-D和TPAAQ-D在固体状态下具有明显的TADF性质，且氘取代后的TADF对分子的振动与转动可以产生很好的抑制作用，有效的降低了S1的非辐射跃迁速率(Knrs)、系间窜越速率(KISC)，因此增强了TADF分子的发光效率，使其表现出优异的器件发光性能。 2.基于上一章工作中的分子骨架，增强给体/受体强度的同时增大分子的平面性，使发射波长红移至近红外区域，设计了高效的NIRTADF分子AQTC-DTPA。基于苊并[1，2-b]喹喔啉为受体骨架，两个TPA基团作为给体部分，三个氰基连接到AQ上，得到了TADF材料AQTC-DTPA。在AQTC-DTPA中引入强的给体和受体，使带隙减小，实现波长的红移。同时给体和受体都采用大的共平面单元，增大HOMO/LUMO的重叠从而补偿受限的电荷转移，使AQTC-DTPA实现近红外发射的同时取得高的效率。把AQTC-DTPA制备成电致发光器件，器件结果表明当AQTC-DTPA的掺杂比从10wt％增加到100wt％，经过优化后EL光谱从694nm红移至910nm，其中在EL峰值波长分别为810/828/852/894/908/910nm时，对应的最大EQE分别为0.51％/0.41％/0.30％/0.23％10.17％/0.22％。这是在波长超过800nm的近红外领域中至今取得的最好的器件发光性能。
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