稠環(huán)芳香類藍(lán)色電致發(fā)光材料的設(shè)計、合成和表征.pdf

1、有機(jī)電致發(fā)光二極管(OLED)被譽為下一代的顯示技術(shù)。隨著材料和工藝方面的研究不斷深入，OLED的優(yōu)勢越來越清晰地展現(xiàn)在我們面前，正如它所展示的影像一樣。相比較于目前最為普遍的液晶顯示(LCD)技術(shù)，OLED具有更高的對比度，更強的動態(tài)顯示能力，驅(qū)動電壓低且省電，輕薄，更大的可視角度和固態(tài)發(fā)光等一系列優(yōu)點。雖然目前已經(jīng)有部分OLED顯示產(chǎn)品投放市場，但是材料和工藝還沒有成熟，有很大的研究和提升空間。各個國家在OLED技術(shù)研究領(lǐng)域投入了大

2、量的人力物力以期能夠在未來的顯示器市場取得領(lǐng)先的地位。本文的研究內(nèi)容主要是電致發(fā)光藍(lán)光材料的設(shè)計、合成以及性能表征。具體各章節(jié)的內(nèi)容如下。
　　第一章概括地介紹了關(guān)于OLED的一些知識。這其中包括有OLED的發(fā)展歷史、發(fā)光原理、發(fā)光性能參數(shù)、功能材料。
　　第二章介紹了主要的實驗材料、方法和步驟。
　　第三章合成了一種咔唑并菲類化合物(CPR)。 CPR采用光照環(huán)化作為關(guān)鍵的合成步驟，在極短的反應(yīng)時間內(nèi)（約10分鐘）以

3、較高的產(chǎn)率(72％)得到，材料的合成成本比較低。表征CPR的內(nèi)容主要有晶體結(jié)構(gòu)、熱學(xué)性質(zhì)、電化學(xué)性質(zhì)、光譜性質(zhì)、理論計算和電致發(fā)光性能。CPR單晶的空間群是P21/c，分子呈現(xiàn)扭曲的螺旋結(jié)構(gòu)。非平面結(jié)構(gòu)有助于形成穩(wěn)定的無定形薄膜和減輕分子的固態(tài)熒光淬滅。熱分析測試表明CPR的熔點為130.9℃，分解溫度在297℃。在電化學(xué)測試中，CPR經(jīng)歷了準(zhǔn)可逆的氧化還原過程。HOMO能級為-5.19 eV，LUMO能級為-2.27 eV。不同的甲苯

4、、二氯甲烷、四氫呋喃、三氯甲烷、乙腈、甲醇溶劑中，紫外可見吸收峰在315-320 nm范圍內(nèi)變化，熒光峰在425-428 nm范圍內(nèi)變化。CPR在甲苯中的熒光量子產(chǎn)率為19％，固態(tài)熒光量子產(chǎn)率為4％。分子的理論計算表明分子的吸收峰主要由HOMO→LUMO+1的電子躍遷貢獻(xiàn)?；鶓B(tài)下CPR的偶極距為2.57 Debye，較小的偶極距能夠減小電致發(fā)光的光譜紅移，這對于藍(lán)光材料具有積極的意義。兩個以CPR作為發(fā)光材料的電致發(fā)光器件具體結(jié)構(gòu)為:I

5、TO/NPB(50 nm)/CPR(30 nm)/Bphen(20 nm)/Mg∶Ag=10∶1(150nm)/Ag(50 nm)，ITO/NPB(50 nm)/CPR∶CBP=1∶10(30 nm)/Bphen(20 nm)/Mg∶Ag=10∶1(150 nm)/Ag(50 nm)。CPR作為主體發(fā)光材料的器件啟亮電壓為5.4V，最大電流效率為0.42 cd A-1，最大功率效率為0.11 lm W-1，最大外量子效率為0.51％，電

6、致發(fā)光光譜峰在444 nm，色坐標(biāo)為(0.15，0.09)。CPR作為客體發(fā)光材料的器件啟亮電壓為5.1V，最大電流效率為0.68 cd A-1，最大功率效率為0.17 lm W-1，最大外量子效率為0.76％，電致發(fā)光光譜峰在462 nm，色度坐標(biāo)為(0.15，0.10)。
　　第四章合成了兩種咔唑并菲啶類化合物(CPD-1和CPD-2)。CPD-1和CPD-2互為同分異構(gòu)體，兩者不同分子構(gòu)型造成了不同的性質(zhì)。CPD-1的單晶空

7、間群是C2/c，分子呈現(xiàn)螺旋結(jié)構(gòu)。CPD-2含水的共晶是正交晶系Pna21空間群，分子呈現(xiàn)平面的結(jié)構(gòu)。CPD-1的熔點是110.6℃，分解點是304.1℃。CPD-2的熔點是144.3℃，分解點是321.4℃。CPD-1的HOMO和LUMO能級分別是-5.21和-2.30 eV。CPD-2的HOMO和LUMO能級分別是-5.19和-2.43 eV。兩種化合物在不同溶劑中的吸收峰幾乎沒有變化。隨著溶劑極性從甲苯到甲醇的不斷增大，CPD-1

8、熒光峰從437 nm增加到462 nm，CPD-2的熒光峰從446 nm增加到473 nm。采用類似于CPR的電致發(fā)光器件結(jié)構(gòu)，CPD-1以10％的濃度摻雜在CBP中，得到的器件效率如下:啟亮電壓為6V，最大電流效率為0.28 cd A-1，最大功率效率為0.10 lm W-1，電致發(fā)光光譜峰在442 nm，色度坐標(biāo)為(0.17，0.10)。CPD-2以2％的濃度摻雜在CBP中，器件的效率如下:啟亮電壓為5.9V，最大電流效率為0.33