芘功能化光材料的設計、合成與應用.pdf

1、隨著信息技術的進步,人們對顯示終端的要求越來越高。平板顯示器和柔性顯示器成為時代發(fā)展的必然產(chǎn)物。從20世紀90年代開始,有機光電材料與器件的迅速發(fā)展順應了信息顯示發(fā)展的要求。有機平板顯示以其輕薄、響應快、能耗低、視角寬、可以實現(xiàn)柔性屏等特點受到科學界和商業(yè)界的重視。在隨后幾十年的發(fā)展中,材料和器件這兩個方面都突飛猛進。器件上,多層器件,旋涂器件,電極的改善等方面的進步極大的提高了效率。從材料上講,各種功能的小分子材料,聚合物材料不斷的被

2、報道,性能逐步提高,結構和功能之間的關系也逐步建立起來。有機光電技術是一門基礎應用型科學,除了致力于開發(fā)使用性材料與器件之外,通過近30年的發(fā)展,科學家積累了很多共軛材料結構和性能間關系的經(jīng)驗,極大的豐富了有機半導體的內(nèi)涵和外延。在器件技術上,很多重要技術也相繼被開發(fā)出來,如電極界面工程和旋涂陰極等技術。
　　 本論文從材料化學的角度來探討材料的結構和功能的相關信息。主要研究對象為寬帶隙有機半導體。在寬帶隙發(fā)光材料上,芴類材料是

3、突出的明星結構,它們的小分子和聚合物都有很高的熱穩(wěn)定性和熒光量子效率。芴類的寡聚芴和聚合物有很好的溶解性和成膜性,可以通過旋涂和噴墨打印來制備器件。芴具有多位修飾的特點,可以將功能結構修飾到不同位置上。同時它可以和多種單體共聚,調(diào)節(jié)材料的電子結構。本文除了引用芴結構,另外一個重要單體為芘單元。芘分子作為一個大稠環(huán),有很高的熒光量子效率和深藍光發(fā)射,在生物上有廣泛的應用。從器件上講,它能夠提高材料的遷移率和空穴注入的性能。芘的這些性質(zhì)使得

4、它們很有希望成為光電材料,但是相關的研究卻很少。和芘同系的葸分子在光電材料上的研究卻非常之多。在本文中我們將芘作為功能單元來構建新型的光電材料。本論文設計了三個系列的芘功能化芴類光電材料,詳細的表征了它們的物理化學性能,電子結構和在發(fā)光器件上的應用。
　　 第一章中,我們從材料結構和性能的角度綜述了線性聚芴、芴的共聚物、超支化聚芴、樹枝狀和星狀大分子、蒸鍍小分子和旋涂小分子電致發(fā)光材料的研究進展,比較了這些不同類型的材料各自獨有

5、的特點,并且初步總結出一定的結構和性能的關系。從文獻調(diào)研中我們總結出材料設計的規(guī)律,探討了光電材料值得研究的幾個方向,并且提出了本論文的設計思路和主要研究內(nèi)容。
　　 第二章中,我們總結了本論文中所以使用的各種表征手段。首先我們總結了材料合成中使用的各種化學藥品和相關表征手段。其次我們介紹了器件制備的一些內(nèi)容。最后,我們歸納了本文使用到的量子化學的一些基本理論。
　　 第三章中,我們研究了芘功能化螺環(huán)分子的光電性能。9,

6、9-螺雙芴是光電材料中的明星分子,它們有很好的熱穩(wěn)定性和形貌穩(wěn)定性,在發(fā)光材料中被廣泛應用。我們首先研究發(fā)展了一種新型的制備氧雜葸螺環(huán)的方法。接著我們拓展了這種方法,制備了一系列氧雜葸結構的功能單體,利于芘功能單元修飾,制備光電材料。最后我們通過合成,制備了不同大小的稠環(huán)螺芴,通過芘功能化,制備光電材料,并且研究了螺環(huán)大小對材料光電性能的影響。
　　 第四章中,我們用芘對芴的9位進行修飾,制備了芘修飾的9,9-二芳基芴。然后通過

7、芘修飾9,9-二芳基芴的2,7位,制備了藍光功能材料。當我們在芴的2,7位引入芘炔,這樣得到的分子在溶液中呈藍光,薄膜態(tài)呈綠光發(fā)射。這類分子特殊的性能在于它們能夠通過旋涂來制備光電器件,這是非常有意思的一個研究方向。2006年杜邦報道了他們在小分子旋涂技術上的突出進步,成為光電領域的一個重要進步。但是相關技術細節(jié)都是秘密,我們設計的小分子旋涂材料初步的研究了結構和旋涂性能的關系,希望為這項技術的進步做一點貢獻。
　　 第五章中,