可溶液加工型噻吨酮基超结构分子延迟荧光材料的合成与表征

摘要

热活性延迟荧光材料在热激发作用下，三重态激子可以通过反向系间窜越转变成单重态激子发光实现100%激子利用率。超结构TADF分子是将所需小分子发光功能基团键接到一个三维核体上，进而得到的非对称结构复杂的分子。本文首先设计并合成两种具有延迟荧光效应的发光生色团TXO-PhCz-O-N3和TXO-TPA-O-N3，以及一种具有空穴传输功能的主体成分mCP-O-N3。然后与含炔基间苯二酚杯芳烃衍生物CRA-Alkyne进行叠氮-炔基点击化学反应，获得四个不同的超结构TADF材料CRA-TXO-PhCzX-mCP（100-X）（X =100、50、12.5）和CRA-TXO-TPA100。最后，将采用核磁氢谱仪（1H NMR）、红外光谱仪（FT-IR）、元素分析仪（EA）、高分辨质谱仪（HR MS）、基质辅助飞行时间质谱仪（MALDI-TOF-MS）和热重分析仪（TG）、示差扫描量热仪（DSC）紫外可见吸收光谱（UV-Vis）、荧光光谱仪（PL）、循环伏安法（CV）等手段对中间产物及最终产物进行结构和性能的表征。旋涂合成的材料为发光层，制备了OLED器件并测试其性能。 第一部分，化合物 TXO-PhCz、TXO-PhCz-O-N3以及超结构 TADF 材料CRA-TXO-PhCzX-mCP(100-X)（X =100、50、12.5）的合成与表征。首先合成端基为叠氮基团的小分子生色团 TXO-PhCz-O-N3和 mCP-O-N3以及端基为炔基的间苯二酚衍生物（CRA-Alkyne）。然后，通过点击化学反应将TXO-PhCz-O-N3和 mCP-O-N3按不同摩尔的投料比通过叠氮基团和炔基反应生成三唑环作为生色团与核的连接桥，合成不同的超结构TADF分子CRA-TXO-PhCzX-mCP(100-X) （X=100、50、12.5）。由EA和MALDI-TOF-MS测试结果证明功能发光小分子的接入率为100%；超结构分子的GPC结果显示，其分子量分布均在1.24以下；从DSC结果可以得出，三种超结构TADF分子CRA-TXO-PhCzX-mCP（100-X） （X=100、50、12.5）玻璃化转变温度（Tg）分别为153.9、142.0和71.8 ℃，说明三个超结构分子均具有较好的热稳定性。旋涂上述三个材料掺杂mCP为发光层，OLED器件均发射绿光。其中基于CRA-TXO-PhCz100-mCP0的综合性能最好，启亮电压为4.0 V，最大亮度为678.9 cd/m2。 第二部分，化合物 TXO-TPA 、TXO-TPA-O-N3以及 CRA-TXO-TPA100的合成与表征。首先通过乌尔曼和Suzuki等反应合成端基为叠氮基团的小分子生色团TXO-TPA-O-N3和末端含有炔基间苯二酚衍生物（CRA-Alkyne）。然后，TXO-TPA-O-N3与CRA-Alkyne通过点击化学反应叠氮基团和炔基反应生成三唑环作为生色团与核的连接桥，合成超结构TADF分子CRA-TXO-TPA100。HR MS结果说明小分子生色团 TXO-T PA-O-N3成功合成。由 EA 和 MALDI-TOF-MS测试结果证明功能发光成分的接入率为 100%；超结构分子的GPC 结果显示其分子量分布为1.22；从DSC结果可以看出，超结构TADF分子CRA-TXO-TPA100的Tg为136.3 ℃，具有较好的热稳定性。旋涂CRA-TXO-TPA100掺杂mCP为发光层，OLED器件发射橙光，启亮电压为4.0 V，最大亮度为841.8 cd/m2。

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