稠环芳香类蓝色电致发光材料的设计、合成和表征

发布时间：2018-04-16 19:46

  本文选题：稠环 + 深蓝色电致发光　； 参考：《山东大学》2015年硕士论文

【摘要】：有机电致发光二极管(OLED)被誉为下一代的显示技术。随着材料和工艺方面的研究不断深入,OLED的优势越来越清晰地展现在我们面前,正如它所展示的影像一样。相比较于目前最为普遍的液晶显示(LCD)技术,OLED具有更高的对比度,更强的动态显示能力,驱动电压低且省电,轻薄,更大的可视角度和固态发光等一系列优点。虽然目前已经有部分OLED显示产品投放市场,但是材料和工艺还没有成熟,有很大的研究和提升空间。各个国家在OLED技术研究领域投入了大量的人力物力以期能够在未来的显示器市场取得领先的地位。本文的研究内容主要是电致发光蓝光材料的设计、合成以及性能表征。具体各章节的内容如下。第一章概括地介绍了关于OLED的一些知识。这其中包括有OLE D的发展历史、发光原理、发光性能参数、功能材料。第二章介绍了主要的实验材料、方法和步骤。第三章合成了一种咔唑并菲类化合物(CPR)。 CPR采用光照环化作为关键的合成步骤,在极短的反应时间内(约10分钟)以较高的产率(72%)得到,材料的合成成本比较低。表征CPR的内容主要有晶体结构、热学性质、电化学性质、光谱性质、理论计算和电致发光性能。CPR单晶的空间群是P21/c,分子呈现扭曲的螺旋结构。非平面结构有助于形成稳定的无定形薄膜和减轻分子的固态荧光淬灭。热分析测试表明CPR的熔点为130.9℃,分解温度在297℃。在电化学测试中,CPR经历了准可逆的氧化还原过程。HOMO能级为-5.19 eV,LUMO能级为-2.27 eV。不同的甲苯、二氯甲烷、四氢呋喃、三氯甲烷、乙腈、甲醇溶剂中,紫外可见吸收峰在315-320nm范围内变化,荧光峰在425-428 nm范围内变化。CPR在甲苯中的荧光量子产率为19%,固态荧光量子产率为4%。分子的理论计算表明分子的吸收峰主要由HOMO→LUMO+1的电子跃迁贡献。基态下CPR的偶极距为2.57 Debye,较小的偶极距能够减小电致发光的光谱红移,这对于蓝光材料具有积极的意义。两个以CPR作为发光材料的电致发光器件具体结构为：ITO/NPB (50 nm)/CPR (30 nm)/Bphen (20 nm)/Mg:Ag=10:1 (150 nm)/Ag (50 nm), ITO/NPB (50 nm)/CPR:CBP=1:10 (30 nm)/Bphen (20 nm)/ Mg:Ag=10:1 (150 nm)/Ag (50 nm)。 CPR作为主体发光材料的器件启亮电压为5.4V,最大电流效率为0.42 cd A-1,最大功率效率为0.11 lmW-1,最大外量子效率为0.51%,电致发光光谱峰在444nm,色坐标为(0.15,0.09)。CPR作为客体发光材料的器件启亮电压为5.1 V,最大电流效率为0.68 cd A-1,最大功率效率为0.17 lm W-1,最大外量子效率为0.76%,电致发光光谱峰在462 nm,色度坐标为(0.15,0.10)。第四章合成了两种咔唑并菲啶类化合物(CPD-1 和 1 CPD-2)。CPD-1 和 CPD-2互为同分异构体,两者不同分子构型造成了不同的性质。CPD-1的单晶空间群是C2/c,分子呈现螺旋结构。CPD-2含水的共晶是正交晶系Pna21空间群,分子呈现平面的结构。CPD-1的熔点是110.6℃,分解点是304.1℃。CPD-2的熔点是144.3℃,分解点是321.4℃。CPD-1的HOMO和LUMO能级分别是-5.21和-2.30 eV。 CPD-2的HOMO和LUMO能级分别是-5.19和-2.43 eV。两种化合物在不同溶剂中的吸收峰几乎没有变化。随着溶剂极性从甲苯到甲醇的不断增大,CPD-1荧光峰从437nm增加到462 nm,CPD-2的荧光峰从446 nm增加到473 nm。采用类似于CPR的电致发光器件结构,CPD-1以10%的浓度掺杂在CBP中,得到的器件效率如下：启亮电压为6 V,最大电流效率为0.28 cd A-1,最大功率效率为0.10 lm W-1,电致发光光谱峰在442 nm,色度坐标为(0.17,0.10)。CPD-2以2%的浓度掺杂在CBP中,器件的效率如下：启亮电压为5.9 V,最大电流效率为0.33 cd A-1,最大功率效率为0.08 lm W-1,电致发光光谱峰在450 nm,色度坐标为(0.16,0.10)。
[Abstract]:Organic light - emitting diode ( OLED ) is regarded as the next generation display technology . As the research progresses in material and technology , OLED ' s advantages are more and more clearly presented in front of us , as it shows . The fluorescence quantum yield of CPR in toluene is at 130.9 鈩，

本文编号：1760330