《高性能藍色磷光主體材料的設計、合成及器件性能研究》是依託中國科學院理化技術研究所，由汪鵬飛擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：高性能藍色磷光主體材料的設計、合成及器件性能研究
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：汪鵬飛
- 依託單位：中國科學院理化技術研究所
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
由於有機電致發光（OLED）材料在顯示和固態照明方面具有巨大的套用前景, 長期以來受到人們的廣泛關注。然而，與其他材料相比較，藍色磷光主體材料的缺乏已嚴重製約了OLED研究與產業化的發展，亟待發展高效的藍色磷光主體材料。由於藍色磷光摻雜材料本身的能隙較大，設計合成有較高三重態能級的主體材料是一個很大的挑戰。本項目擬針對有機電致發光材料中至今未解決的難點問題，利用光化學、光物理基本原理，結合器件物理及結構的基本知識，設計、製備具有新型結構的藍色磷光主體材料，並對其器件性能進行詳細的研究，了解材料分子結構與性能的關係，為更有效地設計該類材料提供必要的理論指導，同時，也將為解決白光OLED器件中的關鍵科學問題做出貢獻。
結題摘要
藍色磷光器件是限制白光器件效率提高的瓶頸，這主要是缺乏高能隙、高三線態能級、合適能級的藍光主體材料，因此設計合成高效藍色磷光主體材料對於高效白光OLED的發展具有十分重要的意義。硫雜蒽酮單元和氰基取代吡啶單元具有較高的三線態能級和合適的HOMO/LUMO能級，可實現有效的電荷注入，滿足藍光主體材料的要求。本項目以硫雜蒽酮單元和氰基取代吡啶作為核，設計合成了一系列有機電致發光材料、電子傳輸材料和主體材料，並系統研究了材料在器件方面的套用。首先，我們以硫雜蒽酮單元為核，設計合成了一系列基於硫雜蒽酮單元的具有較小三線態-單線態能隙的電致發光材料，利用穩態/瞬態光譜手段研究了材料的光物理特性，證實該類化合物具有有效的反向系間穿越（三線態到單線態），具有優異的熱激活延遲螢光特性。基於具有熱激活延遲螢光特性的硫雜蒽酮類發光材料構築了器件，器件顯示出優異的性能。其次，我們基於硫雜蒽酮單元首次設計合成了具有熱激活延遲螢光特性的磷光主體材料，將該材料用於黃色和紅色磷光材料的主體材料，器件顯示出較優異的性能。主體材料的有效的反向系間穿越，有效降低了主體/客體上三線態激子的濃度，顯著降低了磷光器件的效率滾降問題。再次，設計合成了一系列氰基取代吡啶衍生物，系統研究了分子結構與材料光學性質、熱性質、電學性質、傳輸性質和電致發光器件性能的相關性。設計合成一些列高電子遷移率、高熱穩定性的氰基取代吡啶衍生物，用於有機太陽能電池的激子阻擋層，有效提高了有機太陽能器件的光電轉換效率和壽命，通過構效關係的研究為設計新型激子阻擋材料的設計奠定了基礎。通過本項目的研究，初步了解了硫雜蒽酮的熱激活延遲螢光材料的基本設計思路，對材料結構與單線態-三線態能隙，光物理特性的系統研究，為更有效的設計熱激活延遲螢光材料提供必要的理論指導，為進一步設計合成具有使用價值的熱激活延遲螢光材料及其器件奠定基礎。初步理解了氰基取代吡啶衍生物的構效關係，為設計新型氰基取代吡啶衍生物及其在有機電致發光器件和有機太陽能電池方面的套用打下基礎。依託本項目已發表SCI論文7篇，待發表文章4篇；培養博士研究生3名。
