咔唑衍生物與硅中心螺雙芴衍生物基有機發(fā)光材料的理論研究.pdf

1、有機電致發(fā)光器件發(fā)展的關鍵問題是全彩色和長壽命，其中發(fā)光材料的進一步突破是解決這些關鍵問題的基礎和前提。因此發(fā)光材料的研究在器件性能改進和提高上具有十分重要的意義。有機電致發(fā)光薄膜技術較其它顯示技術有著突出的優(yōu)點，然而僅僅通過實驗來探索會造成人力、物力等資源的浪費。理論研究就顯示出具有更大的優(yōu)越性。本論文利用從頭算和密度泛函方法對兩類有機小分子的基態(tài)結(jié)構(gòu)進行優(yōu)化，得到基態(tài)平衡幾何構(gòu)型，利用TDDFT方法計算電子激發(fā)態(tài)的性質(zhì)，使用CIS量

2、子化學方法優(yōu)化最低激發(fā)態(tài)的幾何構(gòu)型，在此基礎上用TDDFT方法計算發(fā)射光譜。 為了提高電致發(fā)光效率，在磷光電致發(fā)光器件的發(fā)光層內(nèi)，主客體分子間的能量轉(zhuǎn)移是磷光發(fā)光體分子被激發(fā)的主要途徑。本文研究了系列咔唑小分子衍生物中不同的取代作用對電子性質(zhì)和光學性質(zhì)的影響。發(fā)現(xiàn)HF/3-21+G**方法適合計算這類分子的基態(tài)幾何結(jié)構(gòu)。用CIS/3-21G方法分別優(yōu)化三重激發(fā)態(tài)的幾何構(gòu)型，并在此基礎上用TD-B3LYP/3-21G理論水平計算三

3、重激發(fā)態(tài)的發(fā)射光譜。咔唑衍生物中不同的取代效應(溴取代、二聚、烷基被芳香環(huán)取代)的計算結(jié)果表明，所研究的咔唑衍生物的HOMO能級可以由取代基或二聚進行調(diào)節(jié)；只有二聚可以導致主要躍遷軌道分布模式與單體不同，其能隙下降，使光譜發(fā)生紅移；對于所研究的二聚體而言，不同的取代基對主要躍遷軌道分布模式及其能隙無影響，因此發(fā)光波長沒有實質(zhì)變化。計算結(jié)果與實驗事實一致，為今后設計磷光器件的咔唑主體材料提供有用的信息。 在寬禁帶的芴主鏈中引入低帶

4、隙的芳雜環(huán)可在整個可見光范圍內(nèi)有效調(diào)節(jié)發(fā)光波段，硅中心螺雙芴的結(jié)構(gòu)使玻璃化轉(zhuǎn)換溫度提高從而保證了器件的穩(wěn)定性。對系列硅中心螺雙芴衍生物電子結(jié)構(gòu)和光學性質(zhì)進行理論研究，對比了基態(tài)和單重激發(fā)態(tài)的幾何變化。通過對幾何結(jié)構(gòu)，能隙、吸收和發(fā)射光譜及其前線分子軌道的計算，分析了這類螺雙芴結(jié)構(gòu)中7,7'二位不同取代基(苯環(huán)，吡啶環(huán)，聯(lián)苯，聯(lián)吡啶)對幾何結(jié)構(gòu)，能級結(jié)構(gòu)和光物理性質(zhì)的影響。理論計算表明，通過端基取代來修飾螺環(huán)分子的化學結(jié)構(gòu)，對其電子和光學