多臂可溶性咔唑类D-A分子的制备及应用

发布时间：2020-07-23 01:08

【摘要】：本文设计并合成了一系列含咔唑类衍生物的D-A型双极性功能材料,包括“Z”型咔唑-吡啶主体材料和咔唑-二苯砜类发光材料。主体材料表现出较高的三线态能级、良好的热稳定性、平衡的载流子传输能力和较好的成膜性;发光材料具有较高光量子产率以及较好的成膜性,将它们分别应用于有机电致发光器件,并且对材料的光电性能进行了分析和评价。具体来说,包括下面两个方面的内容:(1)“Z”咔唑类-吡啶双极性主体材料的制备及性能研究:我们利用乌尔曼反应和Suzuki偶联反应,将咔唑类基团和吡啶类基团键接在一起,通过改变受体的取代位置和给体基团在苯环上的键接方式,合成了六种“Z”型双极性主体材料,分别是3PymCZ,3PyoCz,3PypCz,4PymCZ,4PyoCz和4PypCz,并且对这6种材料进行了系统的表征,具有较好的热稳定性和较高的三线态能级。做为主体材料,分别掺杂相应的客体材料,通过简单的溶液法制备工艺,得到蓝光、绿光和橙光器件,其中以3PyoCz作为主体的器件表现最佳,掺杂Firpic的蓝光器件最大电流效率达到了16.71 cd/A,掺杂Ir(bt)_2acac的橙光器件的最大电流效率达到了24.77cd/A,最大亮度达到了36917 cd/m~2,掺杂Ir(ppy)_2acac的绿光器件最大电流效率达到了29.0cd/A。之后将主体材料3PyoCz混入少量TAPC形成的混合材料作为主体,得到的蓝光器件的最大电流效率达到了24.1 cd/A,绿光器件的最大电流效率达到了45.2 cd/A。(2)咔唑-二苯砜类发光材料的制备及性能研究:我们利用1,3-二溴-5,5-二甲基海因对二苯砜进行溴化,得到了两种不同的溴代中间体,通过乌尔曼偶联反应得到两种新的D-A型TADF发光材料,3CzDPS和4CzDPS,并进行了系统的表征,初步研究结果表明该类材料具有较好的光辐射特性,合适的HOMO/LUMO能级,以及良好的化学兼容性能。其中,以3CzDPS作为发光客体,溶液法制备的薄膜器件最大电流效率达到了8.45 cd/A,外量子效率达到了4.03%。
【学位授予单位】：南京邮电大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：O626;TN383.1
【图文】：

多层器件,单层器件,有机电致发光器件,结构示意图

定的低成本器件仍然是当前的一个难题。 OLEDs 大规模应用的难题是器件稳定性、器件的效率以及制备成件的效率除了从器件结构优化入手以外，更重要的是制备性能更其相匹配的主体材料、电荷传输材料；而降低成本主要从制备工膜，采用溶液法制膜可以显著降低器件制备成本。因此，研究能材料在保证效率的同时能够简化器件制备工艺，降低器件制备成光器件的原理和结构，器件的结构可分为单层器件和多层器件，其结构分别如图 1.1 所单的器件，在实验室常用来做阳极的铟锡氧化物（ITO）与阴极之。施加电压时，电子和空穴分别从器件阴极和阳极相向运动到发发生辐射跃迁回到基态时，就会发生光辐射。

示意图,溶液法,旋涂,制备工艺

研究生学位论文性能或者调控发光颜色，往往会对器件结后加上一个能级与其相匹配的空穴传输层配的电子传输层（ETL），能够有效降低之间各分别加了一层阻挡层，能够有效阻产率。更为复杂的器件结构则还会加上注工艺概述是一种较为简单便捷低成本的 OLEDs 层

化合物,计算结果,咔唑,吡啶环

20图 3.3 DFT 计算结果及六种化合物的 HOMO 和 LUMO 轨道分布图 a)3PymCz，3PyoCz，3PypCz；b)4PymCz，4PyoCz，4PypCz。而 6 个产物的轨道分布略有不同，3PymCz 的 LUMO 轨道分布在吡啶环以及连接在吡啶环上的苯环上，HOMO 轨道则主要分布在其中的一个 3,6-二叔丁基咔唑上；3PyoCz 的 LUMO轨道主要分布在与吡啶相连的苯环以及一个其与 3,6-二叔丁基咔唑相连的苯环上，而 HOMO轨道类似的分布于一侧 3,6-二叔丁基咔唑上；3PypCz 的轨道分布情况与 3PyoCz 类似；4PymCz和 4PyoCz 的轨道分布情况则与 3PymCz 类似；4PypCz 的 LUMO 轨道主要分布在吡啶环以及

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