近红外热激发延迟荧光芳香膦氧材料与器件

结题报告
项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    51873056
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    59.0万
  • 负责人:
  • 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
  • 起止时间:
    2019-01-01 至2022-12-31

项目摘要

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。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。

结项摘要

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。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。

项目成果

期刊论文数量(36)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(10)
Direct evidence of dopant-dopant synergism in efficient single-emissive-layer white thermally activated delayed fluorescence
高效单发射层白色热激活延迟荧光中掺杂剂-掺杂剂协同作用的直接证据
  • DOI:
    10.1016/j.nanoen.2021.106358
  • 发表时间:
    2021-11
  • 期刊:
    Nano Energy
  • 影响因子:
    17.6
  • 作者:
    Chunbo Duan;Zhe Li;Jing Zhang;Chunmiao Han;Hui Xu
  • 通讯作者:
    Hui Xu
Sulfur atom manipulates geometric isomerism of diphosphinine oxides for efficient delayed fluorescence diodes
硫原子操纵二膦氧化物的几何异构性以实现高效延迟荧光二极管
  • DOI:
    10.1016/j.cej.2021.129912
  • 发表时间:
    2021-04
  • 期刊:
    Chemical Engineering Journal
  • 影响因子:
    15.1
  • 作者:
    Fuxing Jiao;Chengming Zhang;Guang Lu;Yi Man;Chunbo Duan;Chunmiao Han;Jing Zhang;Shuo Chen;Hui Xu
  • 通讯作者:
    Hui Xu
Host engineering based on multiple phosphorylation for efficient blue and white TADF organic light-emitting diodes
基于多重磷酸化的高效蓝白光TADF有机发光二极管主体工程
  • DOI:
    10.1016/j.cej.2020.126986
  • 发表时间:
    2021-02-01
  • 期刊:
    CHEMICAL ENGINEERING JOURNAL
  • 影响因子:
    15.1
  • 作者:
    Han, Chunmiao;Zhang, Jing;Xu, Hui
  • 通讯作者:
    Xu, Hui
Exciton engineering based on star-shaped blue thermally activated delayed fluorescence emitters for efficient white organic light-emitting diodes
基于星形蓝色热激活延迟荧光发射器的激子工程用于高效白色有机发光二极管
  • DOI:
    10.1039/d1tc03779j
  • 发表时间:
    2021
  • 期刊:
    Journal of Materials Chemistry C
  • 影响因子:
    6.4
  • 作者:
    Zhe Li;Chunbo Duan;Ying Li;Jing Zhang;Chunmiao Han;Hui Xu
  • 通讯作者:
    Hui Xu
Ladder-like energy-relaying exciplex enables 100% internal quantum efficiency of white TADF-based diodes in a single emissive layer.
梯状%20energy-relaying%20exciplex%20enables%20100%%20internal%20quantum%20efficiency%20of%20white%20TADF-based%20diodes%20in%20a%20single%20emissive%20layer
  • DOI:
    10.1038/s41467-021-23941-z
  • 发表时间:
    2021-06-15
  • 期刊:
    Nature communications
  • 影响因子:
    16.6
  • 作者:
    Han C;Du R;Xu H;Han S;Ma P;Bian J;Duan C;Wei Y;Sun M;Liu X;Huang W
  • 通讯作者:
    Huang W

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其他文献

芳香膦氧类材料在有机电致发光器件中的应用
  • DOI:
    10.13482/j.issn1001-7011.2018.04.108
  • 发表时间:
    2018
  • 期刊:
    黑龙江大学自然科学学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    王慧琴;韩春苗;许辉
  • 通讯作者:
    许辉
近红外有机小分子电致发光材料研究进展
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2021
  • 期刊:
    液晶与显示
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    常鹏;韩春苗;许辉
  • 通讯作者:
    许辉

其他文献

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韩春苗的其他基金

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:
  • 批准年份:
    2022
  • 资助金额:
    55 万元
  • 项目类别:
    面上项目
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
  • 批准年份:
    2016
  • 资助金额:
    20.0 万元
  • 项目类别:
    青年科学基金项目

相似国自然基金

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课题项目:调控A型流感病毒诱导IFN-β表达的机制研究

AI项目摘要:

本研究聚焦于TRIM2蛋白在A型流感病毒诱导的IFN-β表达中的调控机制。A型流感病毒是全球性健康问题,其感染可导致严重的呼吸道疾病。IFN-β作为关键的抗病毒因子,其表达水平对抗病毒防御至关重要。然而,TRIM2如何调控IFN-β的表达尚未明确。本研究假设TRIM2通过与病毒RNA或宿主因子相互作用,影响IFN-β的产生。我们将采用分子生物学、细胞生物学和免疫学方法,探索TRIM2与A型流感病毒诱导IFN-β表达的关系。预期结果将揭示TRIM2在抗病毒免疫反应中的作用,为开发新的抗病毒策略提供理论基础。该研究对理解宿主抗病毒机制具有重要科学意义,并可能对临床治疗流感病毒感染提供新的视角。

AI项目思路:

科学问题:TRIM2如何调控A型流感病毒诱导的IFN-β表达?
前期研究:已有研究表明TRIM2参与抗病毒反应,但其具体机制尚不明确。
研究创新点:本研究将深入探讨TRIM2在IFN-β表达中的直接作用机制。
技术路线:包括病毒学、分子生物学、细胞培养和免疫检测技术。
关键技术:TRIM2与病毒RNA的相互作用分析,IFN-β启动子活性检测。
实验模型:使用A型流感病毒感染的细胞模型进行研究。

AI技术路线图

        graph TD
          A[研究起始] --> B[文献回顾与假设提出]
          B --> C[实验设计与方法学准备]
          C --> D[A型流感病毒感染模型建立]
          D --> E[TRIM2与病毒RNA相互作用分析]
          E --> F[TRIM2对IFN-β启动子活性的影响]
          F --> G[IFN-β表达水平测定]
          G --> H[TRIM2功能丧失与获得研究]
          H --> I[数据收集与分析]
          I --> J[结果解释与科学验证]
          J --> K[研究结论与未来方向]
          K --> L[研究结束]
      
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