【摘要】：目前主流顯示技術(shù)包括無機(jī)發(fā)光二極管(Light-emitting diode,LED)、液晶(Liquid crystal display,LCD)、陰極射線管(Cathode-ray tube,CRT)以及近年興起的有機(jī)發(fā)光二極管(Organic light-emitting diode,OLED)等。OLED具備成本更低、色域更廣、更節(jié)能(可加工為主動發(fā)光器件,且驅(qū)動電壓更低)、視角更大以及可加工為更為輕薄的柔性器件等優(yōu)勢,正在逐漸替代液晶顯示等傳統(tǒng)顯示技術(shù)成為新一代顯示技術(shù)。OLED的發(fā)光性質(zhì)不僅受器件中各功能層結(jié)構(gòu)的影響,更重要取決于器件中的發(fā)光層材料。蒽醌及其衍生物是目前應(yīng)用非常廣泛的多環(huán)化合物。比如,蒽醌類化合物已經(jīng)被應(yīng)用于有機(jī)光電功能材料以及光學(xué)傳感器等。作為化學(xué)結(jié)構(gòu)基團(tuán),蒽醌基團(tuán)具有如下特點:(1)蒽醌結(jié)構(gòu)中的兩側(cè)羰基賦予蒽醌良好的接受電子能力;(2)由于羰基參與的n→π*電子躍遷,蒽醌的最低三線態(tài)與基態(tài)之間具有較大的自旋軌道耦合(54cm-1),理論上容易實現(xiàn)磷光的輻射躍遷;(3)蒽醌基團(tuán)具有豐富的化學(xué)反應(yīng)活性位點,易于進(jìn)行化學(xué)修飾。理論上蒽醌苯環(huán)單元上的各個位點(1-8號位)都可以進(jìn)行親電取代反應(yīng)。因此本論文利用蒽醌作為受體單元,通過改變給體個數(shù)、給電子能力以及給受體之間的鍵接方式獲得6種具有扭曲的電荷轉(zhuǎn)移態(tài)(Twisted Intramolecular Charge Transfer,TICT)結(jié)構(gòu)的分子。結(jié)合理論計算模擬材料的基態(tài)及激發(fā)態(tài)性質(zhì),探究該體系的分子結(jié)構(gòu)與光物理性質(zhì)以及激發(fā)態(tài)特征之間的關(guān)系,構(gòu)筑新一代有機(jī)電致發(fā)光材料并嘗試其在電致發(fā)光器件中應(yīng)用。論文研究內(nèi)容概括如下:(1)研究了蒽醌及其衍生物的光物理性質(zhì)及電化學(xué)穩(wěn)定性。發(fā)現(xiàn)蒽醌具有室溫磷光性質(zhì),其歸結(jié)于蒽醌中羰基的強(qiáng)自旋軌道耦合(旋軌耦合)作用。蒽醌及其衍生物的電化學(xué)穩(wěn)定性好,適于作為受體基團(tuán)構(gòu)筑具有高反向系間竄越速率的新一代給受體電致熒光材料。(2)以蒽醌為受體基團(tuán),設(shè)計并合成了不同位點咔唑取代的單側(cè)/雙側(cè)給受體材料,表征了它們的光物理性質(zhì)和電致發(fā)光性能。這類材料均具備熱致延遲熒光性質(zhì),其中雙側(cè)給體共軛取代(蒽醌2號位及6號位)的材料26-CZAQ具備更明顯的CT態(tài)特征,其摻雜電致熒光器件最大外量子效率達(dá)3.04%,電生激子利用率為29.93%,突破電生激子利用的25%上限。此外,非共軛取代(1號位及5號位)的材料15-CZAQ光致發(fā)光效率及電致發(fā)光效率均相對較低,換用共軛更大,給體能力更強(qiáng)的三苯胺基團(tuán)也如此,其結(jié)構(gòu)原因可能是給體與羰基的距離過近,容易形成類似于分子間CT的無輻射激發(fā)態(tài)。(3)為調(diào)節(jié)體系光色,同時增大材料的發(fā)光效率和電生激子利用,可以通過增大分子共軛、增強(qiáng)激發(fā)態(tài)CT特征實現(xiàn)。基于此我們將咔唑給體換為三苯胺給體,設(shè)計并合成了三苯胺-蒽醌系列給受體材料。這類材料保持了延遲熒光性質(zhì),并且最低單線態(tài)及最低三線態(tài)之間的能級差進(jìn)一步降低(26-TPAAQ,可達(dá)到0.06 e V),有利于進(jìn)一步促進(jìn)電生三線態(tài)激子反向系間竄越。這類材料體系中,26-TPAAQ的最低單線態(tài)及最低三線態(tài)之間的能級差為0.06 e V,器件的電致發(fā)光光譜峰位為650nm,最大外量子效率為5.6%,電生激子利用率達(dá)到55.54%,是一種具備應(yīng)用潛力的電致紅色熒光材料。
[Abstract]:......
【學(xué)位授予單位】：吉林大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號】：O644.1

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本文編號：2324667