[发明专利]一种新型蓝色有机室温磷光材料的发光性能计算方法

说明书

本发明公开了一种新型蓝色有机室温磷光材料的发光性能计算方法，利用密度泛函理论(DFT)和含时密度泛函理论(TD‑DFT)研究其发光机制，进而从理论上筛选出发光效率高的蓝色有机室温磷光材料，所述方法具体包括以下步骤：阐述同分异构效应和堆积效应对分子能级以及跃迁属性的影响，探究激发态动力学过程并揭示AIE‑RTP发光机制，理论设计新型高效率且长寿命AIE‑RTP分子；本发明的方法操作简单、计算快速、结果准确，从分子结构的水平探讨蓝色有机室温磷光材料的发光机制，为设计蓝色有机室温磷光材料提供全新的思路。并且本发明缩短了新材料的研发周期，降低了研发成本，减少了材料浪费，为蓝色有机室温磷光材料的设计提供理论指导。

技术领域

本发明涉及蓝色有机室温磷光材料技术领域，具体涉及一种新型蓝色有机室温磷光材料的发光性能计算方法。

背景技术

公开该背景技术部分的信息仅仅旨在增加对本发明的总体背景的理解，而不必然被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已经成为本领域一般技术人员所公知的现有技术。

OLED又称为有机发光二极管、有机电激光显示，OLED属于一种电流型的有机发光器件，是通过载流子的注入和复合而致发光的现象，发光强度与注入的电流成正比。有机室温磷光材料是一种在室温下电磁辐射和离子射线激发时能产生磷光的新型有机发光材料。

随着OLED产业的进一步拓展，有机发光材料成为制约OLED产业链的重要一环。原有的荧光材料存在激子利用率低，发光效率低的问题；原有的磷光材料虽然可以解决发光效率的问题，但其制备过程中往往需要重金属，这就导致使用磷光材料成本价格高昂。发明人发现，现有的有机磷光材料中，红色和绿色有机磷光材料的研究已经较为成熟，但最受关注的蓝色有机磷光材料在纯度、发光效率以及使用寿命方面都有待提高，并且蓝色有机磷光材料使用中会产生“烧屏”“暗斑”等问题。因此，蓝色有机室温磷光材料的设计和发展非常有必要。

发明内容

针对现有技术中的问题，本发明提供一种新型蓝色有机室温磷光材料的发光性能计算方法，该方法能够完善聚集态下聚集诱导室温磷光(AIE-RTP)材料的发光性能的计算方法，探究激发态动力学过程，揭示AIE和RTP发光机制，明确分子聚集结构与发光性质之间的关系，平衡高效率与长寿命之间的关系，为高磷光效率和长磷光寿命的新型蓝色有机室温磷光材料的设计提供理论依据。

本发明的方法采用的计算机模拟软件为Dushin程序包和MOMAP程序包。

本发明的方法通过密度泛函理论(DFT)和含时密度泛函理论(TD-DFT)研究分子基态和激发态的几何结构和电子结构信息，计算得到分子的单重态和三重态能级结构，确认发生系间窜越过程的通道。进而基于二阶响应理论方法计算得到单重态和三重态之间的自旋轨道耦合系数。进一步，通过Dushin程序包计算得到黄昆因子和重组能，并对其进行振动分析。基于上述计算的数据，通过爱因斯坦自发辐射方程和热振动关联函数方法计算激发态的辐射和无辐射衰减速率以及系间窜越速率，研究其激发态动力学过程并定量计算发光效率和发光时间，相应的计算都可以通过MOMAP程序包实现。通过结合能级结构和激发态衰减速率，建立并求解多能级速率方程，阐述激子转换过程。此外，比较液相下和固相下T1与S0势能面的极小能量交叉点(MECP)信息，阐述激发态能量失活过程，并对比液相下和固相下磷光效率的变化，阐述聚集诱导有机室温磷光机制。

本发明提供一种新型蓝色有机室温磷光材料的发光性能计算方法，以多类同分异构的AIE-RTP分子为研究对象，利用密度泛函理论(DFT)和含时密度泛函理论(TD-DFT)研究其发光机制，进而从理论上设计筛选发光效率高的蓝色有机室温磷光材料。

具体的，本发明的一种新型蓝色有机室温磷光材料的发光性能计算方法具体包括以下步骤：

(1)搭建计算模型：以AIE-RTP分子为第一组分，分别选取中心分子周围半径为的球内分子为外层，当中心分子的能量随周围分子半径的增加而不再变化时，确定外层区域的范围，搭建收敛的PCM计算模型和QM/MM计算模型；