高分子热活化延迟荧光材料研究进展

作者:邵世洋;丁军桥;王利祥; 刊名:应用化学 上传者:牛勇刚

【摘要】高分子热活化延迟荧光材料能够利用热活化的反向系间窜越过程将三线态激子转变为单线态激子而发出荧光,理论上可以实现100%的内量子效率,突破了传统高分子荧光材料内量子效率不超过25%的极限,因而代表了未来低成本高效率高分子发光材料的发展方向。近年来,高分子热活化延迟荧光材料在分子设计方面取得了重要进展,形成了主链型、侧链型和树枝状高分子热活化延迟荧光材料等材料体系,同时其器件性能得到了大幅提升,部分材料的器件效率达到了高分子磷光材料的水平。本文从材料和器件两个方面,围绕高分子热活化延迟荧光材料的分子结构、光物理特性和器件性能,总结和评述了国内外研究者在该领域方向的研究进展,并分析了未来发展面临的机遇和挑战。

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高分子热活化延迟荧光材料研究进展 邵世洋 丁军桥* 王利祥* ( 中国科学院长春应用化学研究所,高分子物理与化学国家重点实验室 长春 130022) 摘 要 高分子热活化延迟荧光材料能够利用热活化的反向系间窜越过程将三线态激子转变为单线态激子而发出荧光,理论上可以实现100%的内量子效率,突破了传统高分子荧光材料内量子效率不超过 25% 的极限,因而代表了未来低成本高效率高分子发光材料的发展方向。近年来,高分子热活化延迟荧光材料在分子设计方面取得了重要进展,形成了主链型、侧链型和树枝状高分子热活化延迟荧光材料等材料体系,同时其器件性能得到了大幅提升,部分材料的器件效率达到了高分子磷光材料的水平。本文从材料和器件两个方面,围绕高分子热活化延迟荧光材料的分子结构、光物理特性和器件性能,总结和评述了国内外研究者在该领域方向的研究进展,并分析了未来发展面临的机遇和挑战。 关键词 热活化延迟荧光; 有机电致发光; 高分子发光材料; 溶液加工 中图分类号: O632 文献标识码: A 文章编号:1000-0518( 2018) 09-0993-12 DOI:10. 11944/j. issn. 1000-0518. 2018. 09. 180202 2018-06-01 收稿,2018-06-04 修回,2018-06-05 接受国家自然科学基金( 51573182,51203149,91333205) 、科技部 973 计划( 2015CB655000) 资助课题通讯联系人: 王利祥,研究员; Tel:0431-85262108; Fax:0431-85685653; E-mail: lixiang@ ciac. ac. cn; 研究方向: 有机/高分子发光材料共同通讯联系人: 丁军桥,研究员; Tel:0431-85262844; Fax: 0431-85685653; E-mail: junqiaod@ ciac. ac. cn; 研究方向: 有机/高分子发光材料 有机电致发光器件( Organic light-emitting diodes,OLEDs) 具有能耗低、色彩丰富、响应速度快以及可制备柔性器件等特点,是具有发展前景的新型平板显示和固体照明技术。根据制备工艺不同,OLEDs 可以分为两种,一种为基于蒸镀工艺的有机小分子 OLEDs; 另一种为基于溶液加工工艺的高分子 OLEDs。相对于蒸镀工艺,溶液加工工艺可以大幅减少或避免采用真空设备,且易于制备大尺寸平板显示面板,被认为是未来低成本、大尺寸和柔性平板显示技术发展的主流方向[1-4]。自 1990 年英国剑桥大学Richard教授研究组[1]首次报道聚对苯乙烯撑( PPV) 的电致发光现象以来,高分子发光材料与器件一直是 OLED 领域的重点研究方向之一。根据发光机制,高分子发光材料可以分为 3 类: 高分子荧光材料、高分子磷光材料和高分子热活化延迟荧光( thermally activated delayed fluorescence,TADF) 材料。其中,高分子 TADF 材料能够利用热活化的反向系间窜越过程( reverse intersystem crossing,RISC) 将激发态从三线态转变为单线态而发出荧光,理论上可以实现100%的内量子效率,从而能够突破传统高分子荧光材料内量子效率不超过25%的限制,并在不使用贵金属的条件下获得可以媲美高分子磷光材料的器件效率,因此代表了未来低成本高效率高分子发光材料的发展方向[5-9]。 从分子设计策略来看,高分子 TADF 材料借鉴

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