氰基为辅助受体的有机D-A型红光材料的设计、合成及电致发光性能研究

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1、分类号：O69单位代码：10183研究生学号：2015332252密级：公开吉林大学硕士学位论文氰基为辅助受体的有机D-A型红光材料的设计、合成及电致发光性能研究Design,SynthesisandElectroluminescentPropertiesofOrganicDonor-AcceptorRedMoleculeswithCyanoGroupasAncillaryAcceptor作者姓名：汤小辉专业：应用化学研究方向：有机光电功能材料指导教师：杨兵教授培养单位：化学学院2018年5月—————————————————————氰基为辅助受体的有机D-A型红光材料的设计、

2、合成及电致发光性能研究—————————————————————Design,SynthesisandElectroluminescentPropertiesofOrganicDonor-AcceptorRedMoleculeswithCyanoGroupasAncillaryAcceptor作者姓名：汤小辉专业名称：应用化学指导教师：杨兵教授学位类别：工学硕士答辩日期：2018年06月5日未经本论文作者的书面授权，依法收存和保管本论文书面版本、电子版本的任何单位和个人，均不得对本论文的全部或部分内容进行任何形式的复制、修改、发行、出租、改编等有碍作者著作权的商业性

3、使用（但纯学术性使用不在此限）。否则，应承担侵权的法律责任。吉林大学硕士学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交学位论文，是本人在指导教师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果。除文中己经注明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体己经发表或撰写过的作品成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均己在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。学位论文作者签名：、伞小齊曰期：厶６月夕曰｜《年中英文摘要氰基为辅助受体的有机D-A型红光材料的设计、合成及电致发光性能研究作者：汤小辉指导教师：杨兵教授专业：应用化学摘要红光

4、、近红外(NIR)等窄带隙发光材料在许多领域具有重要的应用。然而，具有高光致发光效率和电致发光效率的红光、近红外发光材料仍然相对缺乏。一个重要的原因是红光、NIR等窄带隙发光材料受限于能隙规则的内在局限性，即随着发光带隙的窄化，激发态与基态的振动波函数重叠增大，导致激发态的非辐射能量衰减增强，从而大大降低发光效率。按发光机制分类，红光、近红外发光材料包括荧光和磷光两种材料。电致发光过程中，由于自旋跃迁禁阻，荧光材料最大能利用25%的单线态激子，75%的三线态能量白白浪费，因此发光效率较低。与荧光材料相比，金属配合物磷光材料通常表现出更好的电致发光性能，这起源于金属的重原子效应，

5、增大自旋轨道耦合，加速系间窜越，自旋跃迁允许，能够完全利用单线态和三线态两种激子的能量发光。因此，发展高效率、低成本的新一代红光、近红外有机荧光材料，必须克服能隙规则和自旋统计带来的局限。我们解决上述问题的策略是，设计合成具有给受体（D-A）结构的有机分子，红光和近红外发光的窄带隙很容易通过给体的最高占有轨道（HOMO）和受体的最低未占有轨道（LUMO）的能级来调控，选择合适的D和A单元进行化学连接，就可以获得性能优异的红光材料。一方面，通过D-A分子内CT态和局域（LE）态间有效的杂化，形成杂化局域-电荷转移（HLCT）激发态实现了高的光致发光效率，克服能隙规则的限制。另一方

6、面，利用“热激子”（HOTexciton）机制实现高的激子利用效率。作为热激子机理的典型分子结构单元特征，一维稠环分子由于T1与T2之间具有足够大的能隙，同时小的T2和单线态之间的能级I中英文摘要差（ΔEST）为高能激发态间反系间窜越发生提供足够的机会，实现高的三线态激子利用效率。这样，高光致发光效率和高激子利用效率为实现红光、近红外荧光OLED效率最大化提供了重要保证。本论文重点以D-A型有机荧光材料为结构基础，进一步加入辅助受体，构筑具有HLCT激发态和热激子机制的高发光效率和高激子利用率的红光、近红外材料同时开发性能优异的电致发光器件。论文取得如下成果：1、以高发光效率的

7、苯并噻二唑（BZ）为受体单元，三苯胺（TPA）为给体单元，构筑D-A型分子TPA-BZ。进一步，在TPA-BZ骨架上分别引入了辅助受体苯腈、辅助给体苯甲醚和苯，分别得到三个高效率发光的分子TPA-BZC、TPA-BZO和TPA-BZP。三个化合物中，TPA-BZC的发光性能最为优异，薄膜的发射峰位位于640nm，薄膜的荧光量子产率高达93%。实验和理论计算结果表明，氰基作为辅助受体，不仅可以降低整个分子的LUMO能级，有利于窄化发光带隙，而且保持高的发光效率。氰基作为辅助受体构筑的D-A1-