菲并咪唑衍生物的设计、合成、表征及其在非掺杂有机电致发光器件中的应用

摘要

有机电致发光器件(OLED)由于其在全色显示和固体发光方面的应用,近年受到科研工作者的广泛关注。本论文设计合成两个系列的菲并咪唑衍生物并进行了基本表征(质谱、氢谱),系统研究了它们的热力学、形态学及光物理性能,并通过理论计算研究了部分材料的基态电子云分布,基于这些材料优良的光物理性能、热力学稳定性及成膜性能,我们系统研究了它们在OLED中的应用并取得以下有意义的研究成果:
　　1.将四苯基苯基基团(Müllen基团)通过苯环连接在给电子的菲并咪唑上,得到了一系列的双极性菲并咪唑衍生物TTP-TPI、DPT-TPI和DPF-TPI。由于大体积Müllen基团的引入,这些材料具有非共面的结构,玻璃化转变温度高(Tg>175℃,除了玻璃态的分子TTP-TPI外)。以这三个材料为发光层器件结构为ITO/NPB/TCTA/EML/TPBI/LiF/Al的非掺杂器件,发光从紫蓝光到天蓝光,CIE色坐标分别为(0.16,0.05)、(0.16,0.07)和(0.17,0.24)。基于TTP-TPI、DPT-TPI和DPF-TPI的非掺杂器件最大外量子效率(电流效率)分别为5.02％(2.10cdA-1)、5.25%(3.13cdA-1)和4.85%(8.41cdA-1)。这些器件在高亮度下效率非常温度,比如在1000cdm-2时,效率仍然分别高达4.62%(2.78cdA-1)、3.98%(1.46cdA-1)和4.85%(8.39cdA-1)。到目前为止,它们任何一个在相应的色纯度领域里面都是效率最高的之一,特别是基于DPF-TPI的器件是目前报道的CIEy<0.25的天蓝光器件中外量子效率最高的。
　　2.将菲并咪唑和四苯基苯基基团(Müllen基团)通过噻吩环桥接起来,得到了一系列菲并咪唑衍生物DTPT-TPI、DPTT-TPI和DPFT-TPI。其电致发光颜色从蓝色(472nm)到绿色(544nm)。噻吩环的引入使得材料的HOMO能级(5.27-5.35eV)大大提高,从而降低了从空穴传输层(NPB:5.4eV)与发光层之间的势垒,使基于这类有机材料的OLED器件有很低的启动电压(小于2.7V)和较低的工作电压(在发光亮度达到1000cdm-2时小于5.4V)。其可以作为发光层兼空穴传输层,双层器件ITO/HTL&EML/TPBI/LiF/Al的效率可以和相应的三层器件ITO/NPB/EML/TPBI/LiF/Al相媲美。其中基于DTPT-TPI的双层器件效率(5.57cdA-1、5.83lmW-1、2.82%)还高于相应的三层器件(3.74cdA-1、3.91lmW-1、2.12%)。

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第一章 前 言

1.1 有机电致发光器件（OLED）概述

1.2 有机电致发光器件中有机材料分类

1.3 小分子蓝光有机电致发光材料研究进展

1.4 选题意义

参考文献

第二章 苯环桥连的双极性菲并咪唑衍生物的设计、合成及其在OLED中的应用

2.1 引言

2.2实验试剂设备及合成表征

2.3 结果与讨论

2.4 小结

参考文献

第三章 噻吩桥连的双功能菲并咪唑类衍生物的设计、合成及其在OLED中的应用

3.1 引言

3.2 实验部分

3.3 结果与讨论

3.4 小结

参考文献

致谢

硕士期间论文发表及拟发表情况

附录：部分化合物的核磁谱图