氟代三（8-羟基喹啉）铝的合成和性能研究

摘要

本论文首先设计制备了5种取代的三(8-羟基喹啉)铝的衍生物：三(5-氟-8-羟基喹啉)铝(5FAlq3)，三(6-氟-8-羟基喹啉)铝(6FAlq3)，三(7-氟-8-羟基喹啉)铝(7FAlq3)，三(6,7-二氟-8-羟基喹啉)铝(6,7DFAlq3)和三(5-氯-8-羟基喹啉)铝(5ClAlq3)，对它们的合成路线进行了优化，大大缩短了反应时间，并通过核磁、质谱和元素分析等方法表征了产物的化学结构和纯度。 研究了获得的5种取代三(8-羟基喹啉)铝衍生物溶液和固体薄膜中的发光行为，发现通过不同位置的氟取代可对Alq3的发光性能进行调控。和Alq3相比，5位氟代的Alq3衍生物(5FAlq3)吸收峰和发射峰发生红移，且溶液中荧光量子效率急剧下降；6位氟代的Alq3衍生物(6FAlq3)吸收峰和发射峰发生蓝移，且溶液中荧光量子效率大幅增加；而7位氟代的Alq3衍生物(7FAlq3)吸收峰和发射峰则无明显变化，溶液中的荧光量子效率略有下降。由于溶剂化作用，各种Alq3衍生物在不同溶剂中的荧光量子效率不同。薄膜中的发光行为和在溶液中的比较接近，只是由于固体中分子间的相互作用，吸收和荧光光谱略有红移。 通过循环伏安测试表征了各种Alq3衍生物的能级结构，并且用量子化学模拟计算了氟代Alq3的能级电子云分布，发现不同位置氟原子取代对Alq3的LUMO和HOMO能级电子云的分布有很大的影响。其中5位取代的氟原子参与了喹啉配体的共轭，推测氟原子的共轭作用增加了配体和中心铝原子的作用，增加了电子隙间窜越的几率，造成了更多的能量损失，从而引起5FAlq3荧光量子效率的降低。声光测试证实了不同的氟代Alq3衍生物由非辐射跃迁损失的能量确实是不同的，从而支持了以上的推论。 用SEM和AFM研究了氟代Alq3衍生物真空蒸镀薄膜的形貌，发现均为无定型薄膜，即使提高基片温度也对薄膜形貌没有影响，XRD也表明薄膜中的样品为非晶。。说明氟代对Alq3化合物的薄膜形貌影响很小，这对电致发光是有利的。 对氟代Alq3衍生物OLED器件性能进行了初步的研究，发现不同位置的氟取代确实能调控Alq3的发光光谱，但是器件的发光效率还需进一步优化。

目录

文摘

英文文摘

第一章文献综述

1.1有机电致发光器件研究进展

1.2有机电致发光的物理过程

1.2.1有机半导体材料的发光过程

1.2.2有机电发光器件的发光机理

1.2.3有机电致发光器件的发光效率

1.3有机电致发光器件的结构

1.4有机电致发光器件的效率和寿命的提高

1.4.1发光效率的提高

1.4.2器件寿命的提高

1.5三(8-羟基喹啉)铝

1.5.1配体修饰

1.5.2引入第二类配体

1.5.3高分子化

1.5.4其它修饰

1.5.5聚集态的研究

1.6课题的提出和意义

第二章氟代8-羟基喹啉和氟代三(8-羟基喹啉)铝衍生物的合成

2.1 5Fq的合成和结构表征

2.2 6,7DFq的合成和结构表征

2.3 6Fq的合成和结构表征

2.4 7Fq的合成和结构表征

2.5 5FAlq3的合成和结构表征

2.6 6FAlq3的合成和结构表征

2.7 7FAlq3的合成和结构表征

2.8 6,7DFAlq3的合成和结构表征

2.9 5ClAlq3的合成和结构表征

第三章氟代Alq3衍生物的发光行为

3.1氟代Alq3衍生物的溶液吸收光谱

3.2氟代Alq3衍生物的溶液荧光光谱

3.3氟代Alq3衍生物的薄膜吸收光谱和荧光光谱

3.4氟代Alq3衍生物在不同基片温度下沉积薄膜的吸收光谱和荧光光谱

3.5氟代Alq3衍生物的电子结构和能级结构

3.6氟代Alq3衍生物的声光测试

3.7 小结

第四章氟代Alq3衍生物的聚集态研究及其OLED的发光性能

4.1氟代Alq3衍生物的热稳定性

4.2氟代Alq3衍生物的薄膜形貌

4.3氟代Alq3衍生物的XRD图

4.4氟代Alq3衍生物薄膜的亲疏水性

4.5器件的结构和性能

4.6小结

结语

参考文献

附录1测试仪器及制样方法

附录2发表文章

致谢