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菲并咪唑衍生物的设计、合成、表征及其在有机电致发光器件中的应用

作　者: 张莹
导　师: 佟庆笑
学　校: 汕头大学
专　业: 无机化学
关键词: 菲并咪唑衍生物发光材料有机电致发光器件(OLEDs)
分类号: O626
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
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内容摘要

由于有机电致发光器件(OLED)在全色显示和固体发光方面的应用,近年来科研工作者对其展开了广泛研究。本论文设计、合成并表征(质谱、氢谱、碳谱、元素分析、光谱分析、单晶分析等)了三个系列菲并咪唑衍生物,并通过理论计算研究了部分材料的基态电子云分布。由于这些有机材料优良的光物理性能和成膜性能,我们系统研究了它们在OLED中的应用并取得以下有意义的成果:1.对于以噻吩为连接桥的菲并咪唑衍生物:通过在噻吩环的C5位引入不同的取代基,可以使电致发光颜色从蓝色(494 nm)到绿色(531 nm)可调;噻吩环的引入使得材料的HOMO能级(5.00-5.21 eV)大大降低,从而降低了从空穴传输层(NPB: 5.4 eV)与发光层之间的势垒,使基于这类有机材料的OLED器件有较低的启动电压(小于2.7 V)和较低的工作电压(在发光亮度达到1000 cd/m2时小于5.5 V)。2.通过将给电子基团三苯胺(TPA)连接在菲并咪唑的不同位置得到了四个具有给体-π-接受体结构的高量子效率有机发光材料。在具有这种分子结构排布体系的发光材料中,以TPA-BPI为发光层的三层OLED的发光颜色(0.15, 0.09)极其接近NTSC国际标准的深蓝色(0.14, 0.08),其电流效率、功率效率、外量子效率等尤其是功率效率在CIEy < 0.10的OLED中是迄今为止所报道效率最好的材料之一(2.63 cd/A, 2.53 lm/W, 3.08%)。而且在不同电流密度下的发光颜色比较稳定。通过调节分子的共轭长度,以BPA-BPI作为发光材料的器件电致发光色坐标蓝移至(0.15, 0.05)。此外,以TPA-TPI作为发光材料的器件效率更高,分别为4.6 cd/A和4.68 lm/W。3.通过在咪唑环的1位或者2位引入不同杂环或者芳环设计并合成了一系列菲并咪唑衍生物并研究了它们在OLED中的应用。Py-BPI是比较优秀的蓝色有机电致发光材料,其双层器件的效率超过三层器件效率,分别为4.3 cd/A, 3.2 lm/W。TPA-TriPI有很低的HOMO能级(5.07 eV),将其作为空穴传输材料时,与以NPB(HOMO: 5.40 eV)在具有同样器件结构中作为空穴材料的器件效率可以相媲美。

菲并咪唑衍生物的设计、合成、表征及其在有机电致发光器件中的应用

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