手性發(fā)光材料有希望應用于3D顯示、信息存儲、非線性光學、自旋電子元件和生物探針等方面。用手性發(fā)光材料替代傳統(tǒng)的非手性發(fā)光材料應用于OLED器件中,使器件具備圓偏振發(fā)光性能乃至實現(xiàn)完全的圓偏振發(fā)射,是實現(xiàn)輕薄高效的3D顯示技術(shù)的一種十分具有潛力的發(fā)展方向。然而目前已報道的手性圓偏振發(fā)光材料普遍存在著器件性能較差或者發(fā)光不對稱因子(glum因子)較低的問題,還遠達不到可以應用的程度,因此探索提高手性圓偏振發(fā)光材料glum因子的策略,獲得兼具優(yōu)良器件性能和高glum因子的手性圓偏振發(fā)光材料是目前亟待解決的問題。1.螺烯由于其固有的螺旋手性和π共軛電子結(jié)構(gòu),使其隨著芳香環(huán)的增多表現(xiàn)出高各向異性,具有非常強的手性光學性能,然而,傳統(tǒng)的螺烯結(jié)構(gòu)單調(diào),缺乏官能團和修飾位點,難以開發(fā)多樣化應用及進行后續(xù)改造,且合成策略中在光環(huán)化反應時由于位阻作用和反應位點多容易產(chǎn)生非鄰位稠合的異構(gòu)體。為了解決這一問題,提高光環(huán)化反應的選擇性,本研究使用2-羥基咔唑為原料,設計合成了g 種新型螺烯衍生物分子,通過在環(huán)化反應的非目標位點引入占位基團(甲氧基),確保了環(huán)化反應中關(guān)環(huán)位點的單一性,提高了關(guān)環(huán)產(chǎn)率,也使得獲得的螺烯骨架富含官能團(2個甲氧基,2個氮雜原子),使其具備了多樣化的修飾位點和改造潛力。2.本研究基于前段中所述的螺烯分子,設計合成了兩種在螺烯端基含有三氟甲基嘧啶和三氟甲基吡啶吸電子基團的D-A結(jié)構(gòu)螺烯衍生物(9NTN和9TFP),這些螺烯衍生物采用了含有三氟甲基的吸電子基團,使之易于升華提純并制備蒸鍍型電致發(fā)光器件。9NTN和9TFP的外消旋體通過手性半制備高效液相色譜進行拆分,獲得的對映異構(gòu)體在320℃下仍能保持原有構(gòu)型而不發(fā)生消旋。測試這些對映異構(gòu)體的圓二色(CD)光譜和圓偏振發(fā)光(CPL)光譜發(fā)現(xiàn),對映體P-9TFP和M-9TFP的glum因子較高,在最大發(fā)射峰處分別為3.7×10-3和-3.8×10-3。選取P-9TFP和M-9TFP作為客體發(fā)光材料進行了圓偏振有機發(fā)光二極管(OLED)器件ITO/HATCN(4nm)/TAPC(48nm)/P-9TFP or M-9TFP(15 wt%):TCTA(8nm)/TCTA(1nm)/TmPyPB(48nm)/LiF(1nm)/Al(110nm)的制備,觀測到了圓偏振電致發(fā)光(CPEL)信號并獲得了其圓偏振電致發(fā)光光譜,其在最大發(fā)射峰處的電致發(fā)光不對稱因子(gEL因子)分別為0.8×10-3和-1.1×10-3。其起亮電壓、亮度、電流效率和外量子效率等器件性能在同類材料中也處于領(lǐng)先水平(起亮電壓為3.18V,10V時亮度為4755cd m-2,最大電流效率為5.6cd A-1,最大外量子效率為3.0%)。3.熒光分子由于其固有缺陷,使得以熒光分子為客體發(fā)光材料的OLED器件內(nèi)量子效率最大不超過25%,外量子效率一般最大不超過5%,限制了其在有機電致發(fā)光器件中的應用。而熱激活延遲熒光分子最大內(nèi)量子效率可以達到100%,我們期望將9NTN和9TFP改造成手性熱激活延遲熒光(TADF)分子。對于9NTN和9TFP,雖然具有D-A結(jié)構(gòu),但是熒光壽命的測試結(jié)果表明其并非TADF分子。結(jié)合理論計算的結(jié)果推測可能是由于螺烯的共軛度過大而三氟甲基吡啶和三氟甲基嘧啶吸電子能力過小,導致HOMO和LUMO軌道重疊較大,△Est過大,沒有熱激活延遲熒光現(xiàn)象產(chǎn)生。為了解決這一問題,采用了吸電子能力更強的二苯砜作為吸電子基團構(gòu)建了目標產(chǎn)物9F,并對9F進行了手性拆分和理論計算,測試了其電化學性質(zhì)、紫外可見吸收光譜、發(fā)射光譜、CD光譜、CPL光譜及低溫光譜。根據(jù)低溫光譜計算得到化合物9F的S1和T1態(tài)能級差△Est為0.43 eV,表明其也并非TADF分子。在后續(xù)的工作中,我們計劃將吸電子基團連于螺烯的中部或者減小螺烯結(jié)構(gòu)的共軛程度,期望獲得螺烯型的手性TADF分子。
【學位單位】：南京大學
【學位級別】：碩士
【學位年份】：2019
【中圖分類】：TQ422
【部分圖文】：

在小分子中引入類似于螺烯結(jié)構(gòu)的單元是獲得高發(fā)光效率和大ｇｌｕｍ值的可??行策略。基于這種策略，何東強［４３］等人合成了一系列含有不同給電子或吸電子??取代基的螺旋形芳香酯（１－５）（圖１．１），由于共軛長度大且結(jié)構(gòu)剛性，它們的熒??光效率較高，超過了?４０％，這一系列化合物中ｉ？ｌｕｍ｜最高達到了?６．５９ｘ１０－３。此外，??還有報道利用基于螺烯的有機分子發(fā)展全彩ＣＰＬ，這些螺旋形芳香酰亞胺（６－１２）??（圖１．１）的發(fā)射波長范圍在４４５－６１７腦，幾乎覆蓋了全部可見光區(qū)域［４４，４５］，發(fā)??４??

圖１．２含螺旋結(jié)構(gòu)的發(fā)光小分子??另一種制備手性光電材料的方法是在螺烯結(jié)構(gòu)中引入雜原子。Ｍｕｒａｔａ和他??的合作者制備了一種氧原子橋連的二苯基萘基胺１９?（圖１．２）和其在萘環(huán)上進行??功能化的衍生物（２０，?２１）（圖１．２）來開發(fā)全彩ＣＰＬ材料［５２］。２０和２１相對于??１９?（藍綠光，發(fā)射峰４８８?ｎｍ，＝?８６％）發(fā)生了明顯的紅移，其發(fā)射峰分別為??５８０?ｎｍ?（橙光，０?＝?４４％）和６８５?ｎｍ?（深紅光，（Ｄ?＝?９％）。由于螺旋性，１９－２１??中的每一個對映異構(gòu)體都表現(xiàn)出了較強的ＣＰＬ信號，幻ｕｍ達到１０＿３數(shù)量級。類??似的，Ｔａｋａｉｓｈｉ［５３，５４］等人合成了一系列基于聯(lián)萘異構(gòu)體的大分子化合物，由于非??平面的分子結(jié)構(gòu)有效避免了分子間的Ｋ堆積作用，它們表現(xiàn)出了相當高的發(fā)??光效率，其中最高達到了?９０％。此外，它們在固體狀態(tài)表現(xiàn)出了強烈的ＣＰＬ信??號（ｇｉｕｍ最高達到７．〇ｘｌ〇－３）

可以產(chǎn)生強的自旋－軌道耦合作用，使三重激發(fā)態(tài)的輻射躍遷變?yōu)樵试S，理論上??最大的內(nèi)量子效率可以達到１?〇〇％。純有機發(fā)光分子＆和Ｌ之間的能量間隙（Ａ￡＂ＳＴ，??圖１．４）?一般較大（大于０．５?ｅＶ），通常表現(xiàn)為熒光和非磷光。??￥２?＾??…－一…．?Ｉｎｔｅｒｓｙｓｔｅｍ??？＇?Ｉｎｔｅｒｎａｌ?．??（Ｃｏｎｖｅｒｓｉｏｎ?Ｃｒｏｓｓｉｎｇ??Ｓ，?ｉ?個?ｉ?Ｊｒ?ＲＩＳＣ?＾?Ｉｎｔｅｒｎａｌ??Ｔ＂?＾ｆ?Ｃｏｎｖｅｒｓｉｏｎ??＾ｓｒｔ?；?Ｔｌ??Ａｂｓｏｒｐｔｉｏｎ?〇?Ｆｌｕｏｒｅｓｃｅｎｃｅ??＠?〇??Ｐｈｏｓｐｈｏｒｅｓｃｅｎｃｅ??ｙ???、ｆ??Ｓ〇?＾?＾?Ｌ＿ｉ??圖丨．４熒光、磷光和熱激活延遲熒光的激子躍遷過程Ｗ??８??
【相似文獻】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 劉鋒;趙晨晨;楊偉超;張德強;;鎢酸鹽體系發(fā)光材料的研究進展[J];化工新型材料;2016年11期

2 張鑫乾;;蓄光型發(fā)光材料在兒童景觀中的應用[J];山西建筑;2016年13期

3 毛慧靈;董宇平;唐本忠;;越聚集,越發(fā)光[J];科學世界;2017年05期

4 王曉安;;發(fā)光材料的研制現(xiàn)狀和運用[J];山海經(jīng);2015年24期

5 李晶華;李鋒鋒;張一江;張明熹;吳明明;楊金萍;鄭曉華;沈毅;;磷酸鹽體系發(fā)光材料的研究進展[J];化工新型材料;2013年11期

6 王怡;梁惠娥;李俊;;舞臺服裝中發(fā)光材料的應用[J];江南大學學報(自然科學版);2009年04期

7 苑金生;;蓄光型自發(fā)光材料與發(fā)光陶瓷[J];陶瓷;2007年08期

8 苑金生;;蓄光型自發(fā)光材料與發(fā)光人造石材[J];石材;2007年10期

9 李輝;李瀅瀅;;蓄光型發(fā)光材料的應用[J];絲網(wǎng)印刷;2006年01期

10 夏威;熊楚耀;肖志國;雷明凱;;新型蓄光發(fā)光材料產(chǎn)業(yè)化現(xiàn)狀及趨勢[J];新材料產(chǎn)業(yè);2006年07期

相關(guān)博士學位論文 前10條

1 劉小浪;Ce~(3+)/Eu~(2+)摻雜硅氮化物發(fā)光材料的制備、結(jié)構(gòu)與發(fā)光性能[D];北京科技大學;2019年

2 黃宏升;堿土金屬硼酸鹽基質(zhì)發(fā)光材料的制備及發(fā)光性能研究[D];陜西師范大學;2013年

3 張曉聞;錳摻雜近紅外發(fā)光材料的設計合成及光譜性能研究[D];華南理工大學;2017年

4 丁鑫;近紫外及藍光激發(fā)的LED用氧化物基發(fā)光材料的制備及其性能研究[D];蘭州大學;2018年

5 呂銀祥;有機功能材料及有機晶體結(jié)構(gòu)的研究[D];復旦大學;2004年

6 張洪武;納米稀土釩酸鹽、磷酸鹽發(fā)光材料的合成及性質(zhì)研究[D];中國科學院研究生院（大連化學物理研究所）;2005年

7 徐光青;改性氧化硅基發(fā)光材料及其發(fā)光機理研究[D];合肥工業(yè)大學;2006年

8 胡曉云;稀土摻雜凝膠基質(zhì)發(fā)光材料的制備及性能研究[D];西北大學;2005年

9 張鵬;有機發(fā)光材料的能級結(jié)構(gòu)及性質(zhì)的研究[D];吉林大學;2006年

10 孫建亮;有機/無機簇合物發(fā)光材料和新型空穴傳輸材料的設計、合成及其器件的研制[D];山東大學;2006年

相關(guān)碩士學位論文 前10條

1 陳俊;基于新型螺烯衍生物手性發(fā)光材料的合成及其性能研究[D];南京大學;2019年

2 張英暉;液相法制備SrAl_2O_4:Eu~(2+),Dy~(3+)發(fā)光材料[D];鄭州大學;2018年

3 丁小虎;基于供電子多取代的苯并伯啶類發(fā)光材料的合成及性能研究[D];西北大學;2018年

4 何晶;稀土摻雜鉬酸鹽發(fā)光材料的制備條件優(yōu)化與性能研究[D];湖南大學;2018年

5 邱小云;稀土摻雜鎢鉬酸鹽發(fā)光材料的合成及發(fā)光性能研究[D];陜西科技大學;2018年

6 于汀;稀土離子摻雜鉬酸鹽多色發(fā)光材料的合成與發(fā)光性能[D];長春理工大學;2018年

7 胡家友;以扭曲分子構(gòu)型設計構(gòu)筑有機固體高效發(fā)光材料[D];桂林理工大學;2018年

8 程金閣;過渡金屬離子摻雜Li_2ZnGe_3O_8近紅外發(fā)光材料的設計、合成及性能研究[D];河北大學;2018年

9 李延申;基于缺陷和Mn~(2+)離子為發(fā)光中心的發(fā)光材料的制備、性能及應用研究[D];河北大學;2018年

10 鄭升輝;應力發(fā)光材料的制備及其應用研究[D];廈門理工學院;2017年

本文編號：2843428