芘取代芴衍生物的设计、合成和光电性能的研究.pdf

复旦大学博士论文摘要由于蓝光材料能隙较大,实现了蓝光就可以通过能量转移等方案方便地实现绿光和红光,因而蓝光材料是目前有机电致发光研究的重点之一。在本论文中,将9位双芳基芴结构的高稳定性能和稠环芳烃芘的高载流子迁移率、空穴注入能力结合起来,设计、合成了~系列新型蓝光材料,并研究了它们的光电性能。主要的研究工作包括以下内容:、合成了9位芘取代的全芳烃三聚芴(PTn、PTF2和PT乃)(,)。通过甲烷磺酸催化下的Ffiedel—Crafts(F-Q反应将芘引入到芴的9位上,然后采用钯催化下的Suzuki偶联反应得到目标产物,并通过核磁氢谱、核磁碳谱、M√。热分析结果显示,由于PTFl和PTF2位阻较大在200。C左右即开始分解,而PTF3由于位阻较小则具有良好的热稳定性能和较高的玻璃化转变温度。吸收光谱表征显示了芴9位芘取代所带来的一些额外吸收峰,但同三聚(9,)相比,三个材料的蓝光发射光谱并没有明显改变,荧光效率的测定表明芘取代三联芴保持了三联芴的高荧光效率的特点。循环伏安测试表明它们都有较高的HOMO能级,因而具有较强的空穴注入和传输性能。采用半经验量子化学计算(AMl方法)对PTF3进行了构象和能级模拟,模拟结果和吸收光谱都显示了芴9位的芘基团对分子能级的显著影响。对PT乃进行了初步的电致发光性能测试,其三层器件0TO/TCTA(8nm)/PTF3(30nm)/BCP(40nm)fMg:Ag)发出纯蓝光,启动电压为5v,最大亮度为2012cd/m2。、合成和表征了9位芘取代含烷基的三联芴(ATFl,AT心)(,3131。热分析表明,芴9位甲基取代的三联芴ATFI的分解温度较低,而含有长链烷氧基的三联芴ATF2则具有高稳定性的特点,孔高达155。C。尽管芴9位芘取代带来吸收光谱上额外的吸收峰,但发射光谱显示它们依然保持了三联芴的蓝光发射,而电化学分析则表明它们都具有较好的空穴注入和传输性能。对ATFI的电致发光性能表征显示ATFl的不稳定性是由于芴9位甲基的分解造成,这同时造成器件性能的下降和光谱的不稳定。由于具有较高的热稳定性和由于柔性长链烷氧基带来的较高粘度,ATF2可以既采用真空蒸镀,又可以采用溶液旋涂的方法制备电致发光器件,从而提高了材料本身的可加工性能。,得到单取代的芘衍生物iMPl,M1'2和M的)(,),并对三个化合物进行了充分的结构表征。由于MP3的位阻较大,因而热稳定性能较差,而MPI和MP2都具有较高的热稳定性能。三个材摘要料在溶液和固态中都显示出蓝光发射,在氮气中150。C退火24h后,固态发射光谱也没有明显的改变,而较高的HOMO能级(~)则显示出几个材料有较好的空穴注入和传输性能。采用半经验A/Vll方法对分子MPI和MP2进行了构象和分子轨道模拟,模拟和吸收光谱结果都显示出芘对分子能级的重要影响。对MPI和MP2进行了电致发光性能研究。器件ITOFFCTAf8nm)/MP200nm)/BCP(40nm)/Mg:,最高亮度达到19885cd/m2,,,考虑到该器件的简单结构和较高的器件性能,它可以同最好的掺杂和非掺杂蓝光器件相比较。这种将9。,实验证明我们事实上提供了一种新的充分利用稠环烃荧光染料作为蓝光OLED发光材料的方法,由于稠环烃的空穴注入性能,在相应的发光器件可以不使用空穴注入层。,合成了EHOPl和EtlOP2(),并对这两个材料进行了充分的结构表征。热分析结果显示两个材料在氮气中的分解温度都在430。C以上,但热诱导性能则更为优越,DSC扫描曲线显示材料在室温到300。C范围里没有结晶、融化或者玻璃化转变。它们同样具有稳定的蓝光光谱、较高的空穴注入和传输性能。以EHOPI为发光材料的器件ITO/TCTA(8nm)/EHOPlOOmn)/BCP(40nm)/Mg:Ag的最大亮度达到8126cd/m2,,]A,当器件亮度达到最高时,。尽管需要进一步的器件优化来提高器件的性能,但初步的结果已经显示EHOPl是很有潜力的蓝光材料。,(),为了比较芴9位芘的特殊作用,同时合成了9,)P2(),通过核磁氢谱、核磁碳谱、-MASS以及元素分析对这两个