新型OLEDs电子传输材料设计、合成及其性能研究

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有机电致发光器件(OLEDs)具有自发光、响应速度快、能耗低及制作过程简单等优点,被认为是“平板显示器的新星”。为了使其尽快地实现彩色化、产业化,在载流子传输材料、发光材料和器件制备工艺等方面的研究工作始终不断地向前推进。近年来,经过研发者们不断努力,OLEDs材料和技术得到不断优化,并已经逐步实现商业化,但是其仍然面临的最大挑战还是在于需要进一步提高器件效率和耐用性。  结合OLEDs发展趋势的要求和电子传输材料的特点,在OLEDs器件中,电子的传输率远低于空穴的传输率,这是导致OLEDs器件的效率较低的关键原因之一。因此,发展具有新型电子传输材料,研发低成本、高效、新型电子传输材料对OLEDs的发展具有重要意义。  本文结合电子传输材料的分子特点和设计原则,设计合成了一系列三氮唑衍生物,并将其分为两个体系:  体系一:利用一系列芳环作为桥连剂(Linker),两端连接具有电子传输性质的功能分子,通过Linker诱导两端功能分子形成更有利于电子传输的分子结构,增加功能分子的电导性。  本文通过以1,2-双[氯(苯基)亚甲基]腙与一系列含苯胺基团的化合物进行缩合反应,合成了一系列含有不同连接基团结构的三唑衍生物,其结构经1HNMR或MS表征。用TGA,DSC,UV-Vis和循环伏安法研究了化合物的热稳定性、光学和电化学性质,其结果表明这一系列化合物具有良好的热稳定性和优良的光学及电化学性质,并且采用(含时)密度泛函理论方法研究了其电子结构和吸收跃迁性质。结果显示该类化合物在OLEDs器件中作为电子传输材料具有潜在的应用价值。  体系二:设计合成了一系列包含蒽结构单元的三氮唑化合物,由于蒽结构单元具有较好的平面结构,能形成有序堆积,从而提高分子间的π电子云的共轭程度,与此同时我们希望通过引入蒽结构单元部分能够有效的增加电子传输能力,同时能够调整电离势,以发展新型OLEDs电子传输材料。  本文合成了一系列含蒽环结构单元的三氮唑类化合物Ⅲ1-4,其结构经1HNMR、13C NMR和MS表征。用TGA,DSC,UV-Vis和循环伏安法研究了化合物的热稳定性、光学和电化学性质,结果表明这些化合物具有良好的热稳定性,其分解温度Td高于400℃。将合成的材料作为电子传输材料的荧光OLEDs比传统的电子传输材料Alq3具有更好的性能,证明了Ⅲ1-4作为电子传输材料,在OLEDs中具有实际应用前景。
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