近红外热激发延迟荧光芳香膦氧材料与器件
结题报告
批准号:
51873056
项目类别:
面上项目
资助金额:
59.0 万元
负责人:
韩春苗
依托单位:
学科分类:
E0309.光电磁功能有机高分子材料
结题年份:
2022
批准年份:
2018
项目状态:
已结题
项目参与者:
段春波、赵炳捷、王慧琴、杜瑞铭、姜丹阳、高飞飞
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中文摘要
开发高效的近红外光活性材料是发展近红外电致发光器件的根本和关键。热激发延迟荧光(Thermally Activated Delayed Fluorescence, TADF)材料与器件可以实现高达100%的内量子效率,在提升器件效率方面有突出优势。然而,近红外TADF材料的发展尚处于起步阶段,如何兼顾高效的近红外发射和低的单三线态能级差是制约其发展的关键科学问题。对此,本项目提出基于芳香膦氧基团构建高效的近红外TADF材料。拟利用芳香膦氧基团适中的吸电子诱导作用调节分子内推拉电子效应,增强前线轨道分离以降低单三线态能级差,提升TADF性能;再结合其大位阻效应,增强分子构型的扭曲,控制分子极性及分子间相互作用以抑制猝灭效应;最终实现高效和高色纯度的近红外TADF发射。本项目旨在开发一批性能优异的芳香膦氧类近红外TADF材料与器件,形成一系列具有自身特色和自主知识产权的新材料、新技术和新方法。
英文摘要
High efficient near-infrared (NIR) materials are the base and key of developing NIR electroluminescent devices. Thermally activated delayed fluorescence (TADF) materials and devices can realize the internal quantum efficiency up to 100%, which shows outstanding advantage on improving electroluminescent efficiency. However, the development of NIR TADF materials is still in its infancy, with key issue of how to balance the highly efficiency NIR emission and small singlet-triplet splitting. In this regard, this project proposes constructing NIR TADF materials based on aryl phosphine oxide (APO). It plans to use the appropriate electron-withdrawing effect of APO to regulate intramolecular charge transfer, enhance frontier molecular orbital separation and reduce singlet-triplet splitting, leading to the improvement of TADF property. Meanwhile, the large steric hindrance of APO will be utilized to enhance molecular configuration twist, control molecular polarity and intermolecular interaction, and suppress quenching effect. As a result, high efficient NIR TADF emission with high color purity will be realized. The main objective of this project is to exploit aryl phosphine oxide based NIR TADF materials with excellent performance, which will form signature features and proprietary intellectual property rights in the new materials, technologies and methods.
开发高效的近红外光活性材料是发展近红外电致发光器件的根本和关键。热激发延迟荧光(Thermally Activated Delayed Fluorescence, TADF)材料与器件可以实现高达100%的内量子效率,在提升器件效率方面有突出优势。然而,近红外TADF材料的发展尚处于起步阶段,如何兼顾高效的近红外发射和低的单三线态能级差是制约其发展的关键科学问题。本项目以具有强吸电子能力的邻菲罗啉、二氰基喹喔啉、二氰基吡嗪等含氮杂环作为受体,构筑红光至近红外发光的热激发延迟荧光材料。同时,利用二苯基膦氧基团适中的吸电子诱导作用、大位阻效应、利于形成氢键等特性,细致调节分子内推拉电子效应,增强构型扭曲和前线轨道分离,促进载流子传输能力和激子利用率,实现高性能的TADF主客体材料。另外,以给体修饰的功能性双膦分子作为配体,通过配体工程构建性能优异的电致发光簇合物。最终,开发了一批性能优异的TADF材料与器件,形成一系列具有自身特色和自主知识产权的新材料、新技术和新方法。实现了达到甚至部分超过目前文献报道最高水平的高效电致发光器件:满足Rec.2020色域要求的深红色TADF器件外量子效率超过30%,非掺杂双层红光TADF器件的外量子效率高达12.3%,铜簇的旋涂器件外量子效率接近20%。本项目研究丰富了高效TADF材料的分子设计思想及性能调控策略,对形成具有自主知识产权的高性能TADF材料体系具有重要的理论和实际意义。
期刊论文列表
专著列表
科研奖励列表
会议论文列表
专利列表
Optimizing Charge Transfer and Out‐Coupling of A Quasi‐Planar Deep‐Red TADF Emitter: towards Rec.2020 Gamut and External Quantum Efficiency beyond 30 %
优化%20Charge%20Transfer%20and%20Out —Coupling%20of%20A%20Quasi —Planar%20Deep —Red%20TADF%20Emitter:%20towards%20Rec.2020%20Gamut%20and%20External%20Quantum%20Efficiency%20beyond%
DOI:10.1002/ange.202103070
发表时间:2021
期刊:Angewandte Chemie International Edition
影响因子:--
作者:Zhe Li;Dezhi Yang;Chunmiao Han;Bingjie Zhao;Huiqin Wang;Yi Man;Peng Ma;Peng Chang;Dongge Ma;Hui Xu
通讯作者:Hui Xu
DOI:10.1126/sciadv.aav9857
发表时间:2019
期刊:Science Advances
影响因子:13.6
作者:Xie Mingchen;Han Chunmiao;Liang Qianqian;Zhang Jing;Xie Guohua;Xu Hui
通讯作者:Xu Hui
Overcoming Efficiency Limitation of Cluster Light-Emitting Diodes with Asymmetrically Functionalized Biphosphine Cu4I4 Cubes
使用不对称功能化双膦 Cu4I4 立方体克服簇状发光二极管的效率限制
DOI:10.1021/jacs.2c01588
发表时间:2022
期刊:Journal of the American Chemical Society
影响因子:15
作者:Nan Zhang;Huan Hu;Lei Qu;Ran Huo;Jing Zhang;Chunbo Duan;Yushan Meng;Chunmiao Han;Hui Xu
通讯作者:Hui Xu
Asymmetric intramolecular charge transfer enables highly efficient red thermally activated delayed fluorescent emitters
不对称分子内电荷转移可实现高效的红色热激活延迟荧光发射器
DOI:10.1016/j.cej.2022.141061
发表时间:2022
期刊:Chemical Engineering Journal
影响因子:15.1
作者:Chao Qu;Huiqin Wang;Yi Man;Zhe Li;Peng Ma;Peng Chang;Xin Li;Chunmiao Han;Yudong Pang;Hui Xu
通讯作者:Hui Xu
Enhancing Reverse Intersystem Crossing via Secondary Acceptors: toward Sky-Blue Fluorescent Diodes with 10-Fold Improved External Quantum Efficiency
通过次级受体增强反向系间穿越:实现外部量子效率提高 10 倍的天蓝色荧光二极管
DOI:10.1021/acsami.8b18041
发表时间:2019
期刊:ACS Applied Materials & Interfaces
影响因子:9.5
作者:Fang Xuefeng;Li Chenyu;Wang Zicheng;Wei Ying;Duan Chunbo;Han Chunmiao;Xu Hui
通讯作者:Xu Hui
基于分子内/分子间电荷转移构建高效长波长TADF材料与器件
  • 批准号:
    --
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    55万元
  • 批准年份:
    2022
  • 负责人:
    韩春苗
  • 依托单位:
近红外染料敏化的稀土配合物用于活体成像检测
  • 批准号:
    21602048
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
  • 资助金额:
    20.0万元
  • 批准年份:
    2016
  • 负责人:
    韩春苗
  • 依托单位:
国内基金
海外基金