基于咪唑/咔唑型双极性深蓝光材料的合成及在OLED中的应用

摘要

由于有机电致发光在全彩显示及固态照明方面巨大的潜在应用前景，在过去的几十年里，产学研界的工作者对其展开深入而广泛的研究。尽管取得了很大的进展，但相比于红、绿光电致发光材料，蓝光材料的性能、稳定性及色纯尤显不足。
　　本文采用弱供电子性的咔唑基为电子给体，菲并咪唑/咪唑作为电子受体，同时以扭曲的联苯基为π桥，成功合成了六种具有扭曲结构的双极性D-π-A型深蓝光化合物。目标化合物分子结构经过核磁共振及质谱的鉴定，且利用X-单晶衍射仪解析其中两种化合物单晶结构。
　　对六种目标化合物热性质、光物理性质以及分子能级进行系统研究，并结合理论计算及单晶数据分析，探讨分子结构对其性能的影响。研究表明：目标化合物的溶液态及薄膜态，均呈现了深蓝光发射，尤其是咪唑类化合物发射光谱明显蓝移，表现出更加深蓝色的光致荧光发射；使用相对法以0.01 M硫酸奎宁作为参比，测定目标化合物的相对荧光量子产率为83.3~92.5％；对比溶液态与薄膜态荧光光谱可知，扭曲的分子结构有助于抑制分子在固态薄膜强烈堆积作用而导致光谱红移；通过对化合物的溶剂化效应研究，发现引入较弱的电子给体与扭曲的分子结构能有效地抑制分子内电荷转移；目标化合物的最高占有轨道能级由光电子产率能谱仪测定，为-5.87~-5.56 eV，与N,N'-二苯基-N,N'-(1-萘基)-1,1'-联苯-4,4'-二胺的能级由较好的匹配。
　　目标化合物具有优良的热稳定性(Td>351℃，Tg>134℃)，且其旋涂薄膜及真空蒸镀薄膜在90°保温处理前后均为平整的无定型薄膜，表现出良好的薄膜稳定性，说明化合物既能采取旋涂法成膜也能采取真空蒸镀法成膜制备OLED器件。
　　1-苯基-2-(4'-(咔唑基)-1,1'-联苯基)-4,5'-二苯基咪唑的单载子器件表明其具有良好的双极性特性。基于2-(4'-(咔唑基)-1,1'-联苯基)-1-(4-甲氧基苯基)菲并咪唑与1-苯基-2-(4'-(咔唑基)-1,1'-联苯基)-4,5'-二苯基咪唑的非掺杂的电致发光器件实现深蓝光发射，最大发射分别波长为440 nm、420 nm，驱动电压为9 V时CIE坐标分别为(0.154,0.072)与(0.166,0.064)，接近EBU的蓝光标准；在不同的驱动电压里，CIE坐标及电致发光光谱变化微小，表现出稳定的电致发光性能；器件A与B的最大电流效率分别为2.23 cd/A、2.30 cd/A，功率效率分别为0.81 lm/W、1.52 lm/W，后者在深蓝光(CIEy≤0.064)的非掺杂器件中，电致发光性能优异。

目录

声明

第一章 绪论

1.1 有机电致发光简介

1.2 有机电致发光蓝光材料

1.3 本论文的化合物设计与研究内容

第二章 咪唑/咔唑型双极性蓝光材料的合成与表征

2.1 前言

2.2 实验试剂与仪器

2.3 目标蓝光材料化合物的合成

2.4 本章小结

第三章 咪唑/咔唑类双极性蓝光材料的性能研究

3.1 引言

3.2实验试剂与仪器

3.3 CzB-FMPPI 与CzB-PIM单晶结构研究

3.4 热性能研究

3.5 光物理性能研究

3.6 薄膜性质

3.7 双极性特性

3.8 电致发光特性研究

3.9 本章小结

第四章 结论与展望

4.1 结论

4.2 展望

参考文献

发表论文和参加科研情况说明

附录

致谢