具有AIE特性的苯基乙烯-咔唑類熒光材料的合成及其應(yīng)用.pdf

1、聚集誘導(dǎo)發(fā)光(AIE)現(xiàn)象由唐本忠院士研究小組首次提出。他們發(fā)現(xiàn)一類螺旋槳結(jié)構(gòu)的分子在低濃度溶液中不發(fā)光，在聚集態(tài)時顯著發(fā)光，他們把這一不同尋常的現(xiàn)象稱為聚集誘導(dǎo)發(fā)光(AIE)現(xiàn)象。AIE現(xiàn)象的提出引起了研究者的廣泛關(guān)注，大量具有AIE性質(zhì)的有機(jī)發(fā)光材料被合成報道，并在有機(jī)電致發(fā)光器件(OLED)、熒光探針、化學(xué)傳感器、生物成像等應(yīng)用方面呈現(xiàn)出良好的前景。目前，具有AIE活性的化合物包括硅雜環(huán)戊二烯(silole)衍生物、多芳基取代乙烯

2、型化合物、氰基取代二苯基乙烯型化合物、吡喃等其他小分子化合物、高分子聚合物等。其中苯基乙烯及其衍生物由于分子結(jié)構(gòu)簡單、合成簡便、易修飾、AIE特性明顯等，受到研究者的重視。本論文以設(shè)計開發(fā)新型高效固態(tài)發(fā)光材料為目的，通過在苯基乙烯結(jié)構(gòu)中引入傳統(tǒng)的發(fā)色團(tuán)咔唑基團(tuán)和大體積的二芳基硼基團(tuán)，成功合成了兩種具有AIE特性的苯基乙烯-咔唑類熒光材料，并對其分子結(jié)構(gòu)進(jìn)行了充分表征，研究了它們的光物理性能、AIE性能、熱性質(zhì)和電化學(xué)性能，探究了這兩種發(fā)

3、光材料在OLED器件中的應(yīng)用。主要包括以下內(nèi)容:
　　(1)對AIE材料及其在OLED器件等方面應(yīng)用的相關(guān)文獻(xiàn)進(jìn)行調(diào)研并分類總結(jié)，了解AIE化合物的設(shè)計方法與發(fā)展現(xiàn)狀，在此基礎(chǔ)上，提出本文的設(shè)計思路。
　　(2)利用Friedel-Crafts反應(yīng)、McMurry偶聯(lián)反應(yīng)、親核取代反應(yīng)等合成了以苯基乙烯-咔唑為核，二芳基硼為外圍基團(tuán)的兩種化合物DETPCZ和DECZDPE，并使用多種方法對它們的結(jié)構(gòu)進(jìn)行了表征。
　　(

4、3)運(yùn)用熱分析法研究了DETPCZ和DECZDPE的熱性質(zhì)，研究表明兩者均顯示出良好的熱穩(wěn)定性和形態(tài)穩(wěn)定性。通過對化合物在四氫呋喃-水混合溶劑中熒光光譜的研究，發(fā)現(xiàn)這兩種化合物在純THF溶劑中或低含水量時幾乎不發(fā)光，在高含水量或聚集態(tài)時熒光明顯增強(qiáng)，表現(xiàn)出AIE效應(yīng)。利用密度泛函理論研究了兩種化合物的幾何構(gòu)型和電子特性，結(jié)果發(fā)現(xiàn)DETPCZ和DECZDPE呈扭曲的分子構(gòu)型，有效地阻礙了分子間緊密的π-π堆積，促進(jìn)了其固態(tài)高效發(fā)光;同時電

5、子云分布揭示了兩種化合物均具有分子內(nèi)電荷轉(zhuǎn)移(ICT)作用，這在紫外光譜的研究中也得到了驗證。使用循環(huán)伏安法測定了DETPCZ和DECZDPE的電化學(xué)性質(zhì)，得到了它們的循環(huán)伏安曲線，并計算得出兩者的前線軌道能級。最后，利用DETPCZ和DECZDPE分別作為發(fā)光層制備了非摻雜OLED器件Ⅰ和Ⅱ，器件Ⅰ發(fā)射天藍(lán)光，最大亮度為13930cd/m2，最大電流效率為4.74cd/A;器件Ⅱ發(fā)射藍(lán)綠光，最大亮度為15780cd/m2，最大電流效率