侧链三苯胺端基化发光分子的合成及光电性能研究

论文摘要

有机电致发光的相关研究始于上个世纪六十年代。半个世纪以来由于有机电致发光二极管（OLED）在平板显示和固态照明方面的巨大应用潜力而受到广泛关注。对于OLED来说，材料是决定其性能的关键。在本论文中设计合成了发光颜色分别为红绿蓝（RGB）的三个荧光齐聚物小分子TANzA，TABzA和TAPA。我们的设计原则如下：以具有较高荧光量子效率的三聚芴分子为基础，分别更换不同的发光核（萘并噻二唑，苯并噻二唑和螺芴）以实现光色的调节；在芴的九号位上连接长度为六个碳的烷基链，使分子具有一定的柔性以实现溶液加工的方式制备器件；在烷基链末端接有三苯胺基团，使分子具有双载流子传输的特点。这样的分子设计使得齐聚物分子结合了聚合物和小分子发光材料的优点：既可以通过旋涂这一简便的方式制备器件，具有稳定的玻璃态，还具有明确的分子结构易于提纯。三苯胺基团由于中心氮原子具有强的给电子能力，作为典型的空穴传输基团已被广泛应用于双极性发光材料、双极性母体材料和电极辅助材料中，但在小分子芴单元的九号位以烷基链接入三苯胺基团的合成方法尚未见报道。论文对相关合成的方法和条件进行了探索。对材料进行全面的性质表征后讨论三苯胺基团引入分子后对材料性质的影响。光致发光性质的表征证明如期得到了红光、绿光和深蓝光发射的材料；电化学表征证明三苯胺基团的引入降低材料HOMO能级至与PEDOT相同，减小了空穴注入的能级势垒，这个结果与分子轨道模拟的结果相近；热性质的表征表明，与悬挂咔唑基团的同类齐聚物相比，这三个的分子的玻璃化转变温度（Tg）有明显降低（降低10℃左右），这主要是由于三维立体结构的三苯胺基团与平面刚性的咔唑基团相比，显著提高分子的柔性；刚柔并济的分子特点使其能够形成稳定的无定形态，故而其旋涂薄膜具有良好的薄膜形貌；我们还制备了以RGB分子为发光层的旋涂电致发光（EL）器件，单层器件绿光材料TABzA的器件性能较好，其电流效率为2.3cdA-1，功率效1.62lmW-1；以TPBi为电子注入层的双层旋涂器件效率有明显提高：TABzA的电流效率为6.4cdA-1,功率效率为4.03lmW-1。红光和蓝光器件的效果并不理想，制备条件仍待优化。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 引言
• 1.2 三苯胺基团在构筑有机电致发光材料方面的应用
• 1.2.1 含三苯胺基团的双极性有机小分子荧光材料
• 1.2.2 含三苯胺基团的有机高分子电致发光材料
• 1.2.3 含三苯胺基团的磷光电致发光材料
• 1.2.4 含三苯胺基团的小分子空穴传输/注入材料
• 1.2.5 含三苯胺基团的聚合物空穴传输材料
• 1.3 本论文的设计思路
• 第二章 侧链三苯胺端基化红光、绿光和蓝光分子的合成
• 2.1 引言
• 2.2 发光分子的合成路线
• 2.3 发光分子的结构表征
• 2.3.1 发光分子的核磁氢谱表征
• 2.3.2 发光分子的飞行质谱表征
• 2.4 发光分子前线轨道的理论模拟
• 2.5 本章小结
• 第三章 红光、绿光和蓝光分子的光电性质研究
• 3.1 引言
• 3.2 发光分子的光物理性质
• 3.3 发光分子的电化学性质
• 3.4 发光分子的热性质
• 3.5 发光分子的薄膜形貌
• 3.6 发光分子的电致发光性质
• 3.6.1 分子的单层旋涂 EL 器件表征
• 3.6.2 发光分子的双层 EL 器件表征
• 3.7 本章小结
• 第四章 实验用试剂和测试仪器
• 4.1 实验用测试仪器及方法
• 4.2 实验用试剂和药品
• 参考文献
• 作者简介及科研成果
• 攻读硕士学位期间科研成果
• 致谢