[n]螺烯(n=6,7)類藍(lán)紫光材料的研究.pdf

1、隨著在有機(jī)電致發(fā)光二極管(OLEDs)研發(fā)投入的增加，有機(jī)電致發(fā)光技術(shù)發(fā)展更加迅速，不論是發(fā)光效率、壽命還是工藝，都有著極大的提高。其以能耗低、成本低、可視角度好、可彎曲、響應(yīng)時(shí)間短等優(yōu)點(diǎn)，應(yīng)用于顯示和固態(tài)照明領(lǐng)域。
　　發(fā)光層材料是承擔(dān)OLEDs發(fā)光的重要物質(zhì)基礎(chǔ)，三基色材料中，相比于綠光材料和紅光材料，藍(lán)光材料在發(fā)光效率、色純度、使用壽命等方面都需要進(jìn)一步提高。帶有長(zhǎng)烷基鏈的螺烯分子是一種新型的發(fā)光材料，螺烯是一類由多個(gè)芳香環(huán)

2、彼此以鄰位稠合方式而形成的具有螺旋結(jié)構(gòu)的多環(huán)芳香化合物，其螺旋扭曲的分子構(gòu)型有效的減小了分子的π共軛程度，易于形成無序薄膜。此外，分子扭曲構(gòu)成的非平面結(jié)構(gòu)能有效的阻止分子間的π-π分子間作用力。
　　在本論文中，我們共合成三種新穎的螺烯類化合物，其中化合物FlNp是目前已報(bào)道第一種以芴為主體的[6]螺烯類衍生物。以芴和萘衍生物為起始原料，利用一系列經(jīng)典反應(yīng)，包括光化學(xué)閉環(huán)反應(yīng)，合成出化合物FlNp（產(chǎn)率76％）。以核磁（1H NM

3、R、13C NMR），質(zhì)譜（HRMS、MALDI-TOF），紅外光譜(FTIR)，紫外-可見光譜對(duì)其進(jìn)行了化學(xué)表征，測(cè)定了化合物的TG-DSC、熒光發(fā)射光譜、理論計(jì)算和器件性能分析。FlNp的晶體空間群是P21/c，分子結(jié)構(gòu)成螺旋狀，其中芴與萘的二面角是27.6°.熱學(xué)測(cè)試表明FlNp的熔點(diǎn)是87.4℃，分解溫度為286.0℃。電化學(xué)分析中，F(xiàn)lNp具有準(zhǔn)可逆的氧化還原過程，其HOMO能級(jí)是-4.914 eV，LUMO能級(jí)是-1.954

4、 eV。FlNp的熒光發(fā)射光峰是390nm，411nm，435nm，F(xiàn)lNp的熒光量子產(chǎn)率在16％-33％之間，固體薄膜的熒光量子產(chǎn)率是8％。FlNp的理論計(jì)算中包括吸收和激發(fā)光譜，結(jié)果與實(shí)際測(cè)量結(jié)果有較好的符合。非摻雜和摻雜器件結(jié)構(gòu)為ITO/NPB(50nm)/FlNp ormCP∶10％FlNp(30nm)/Bphen(20nm)/Mg∶Ag(150nm)/Ag(50nm)的。FlNp作為主體發(fā)光材料的器件，啟亮電壓是6.1V。最大

5、亮度為1900 cd/m2,最大電流效率是0.50 cd/A。電致發(fā)光峰波長(zhǎng)是456nm，CIE坐標(biāo)為(0.162,0.141)，最大外量子效率是0.76％。以FlNp為客體發(fā)光材料的器件，啟亮電壓是6.7V，最大亮度為4853cd/m2,最大電流效率是0.86 cd/A，電致發(fā)光峰波長(zhǎng)是444nm，CIE坐標(biāo)為(0.156,0.093)，最大外量子效率是1.09％。
　　以芴和咔唑衍生物為起始原料，利用一系列經(jīng)典反應(yīng)，最終用光化

6、學(xué)閉環(huán)反應(yīng)合成了一種具有聚集誘導(dǎo)發(fā)光效應(yīng)（AIE）的[7]螺烯類衍生物FlCz。我們完成了FlCz的表征和性能測(cè)試。FlCz的晶體空間群是Pbca，分子結(jié)構(gòu)成螺旋狀，其中芴與咔唑的二面角是27.6°。熱學(xué)測(cè)試表明FlCz的熔點(diǎn)是162.5℃，分解溫度為323.0℃。在電化學(xué)分析中，F(xiàn)lCz具有準(zhǔn)可逆的氧化還原過程，HOMO能級(jí)是-4.95 eV，LUMO能級(jí)是-2.63 eV。FlCz的熒光發(fā)射峰位于408nm，433nm，F(xiàn)lCz的熒

7、光量子產(chǎn)率在10％-14％之間，不過固體薄膜的熒光量子產(chǎn)率可達(dá)到14％，這是由于螺烯的非平面結(jié)構(gòu)能有效的阻止分子間的π-π分子間作用力，防止了固態(tài)的熒光淬滅。非摻雜電致發(fā)光器件的結(jié)構(gòu)為ITO/NPB(50nm)/FlCz(30nm)/Bphen(20nm)/Mg∶Ag(150nm)/Ag(50nm)，器件的啟亮電壓是5.8V，最大電流效率是0.24 cd/A， CIE坐標(biāo)為(0.179,0.139)。摻雜發(fā)光器件的結(jié)構(gòu)為ITO/NPB(

8、50nm)/mCp∶10％FlCz(30nm)/Bphen(20nm)/Mg∶Ag(150nm)/Ag(50nm),器件的啟亮電壓是6.0V，最大亮度為2700 cd/m2,最大電流效率是0.75 cd/A，電致發(fā)光峰波長(zhǎng)436nm，CIE坐標(biāo)為(0.157,0.078)，最大外量子效率是0.75％。
　　螺烯類化合物DThCz是利用Sukuzi反應(yīng)向二氮雜[7]螺烯化合物DCz中引入噻吩取代基。DThCz的分解溫度為221.0℃

9、。電化學(xué)分析中，DThCz具有準(zhǔn)可逆的氧化還原過程，其HOMO能級(jí)是-5.088 V，LUMO能級(jí)是-2.09 eV。DThCz的熒光發(fā)射峰是456nm，483nm。摻雜電致發(fā)光器件的結(jié)構(gòu)為ITO/NPB(50nm)/CBP∶10％DThCz(30nm)/Bphen(20nm)/Mg∶Ag(150nm)/Ag(50nm),器件的啟亮電壓是6.7V，最大亮度為2302 cd/m2,最大電流效率是0.70 cd/A，在10V時(shí)測(cè)試的發(fā)光峰是