二苯胺取代吖啶衍生物发光材料的合成、表征及电致发光性能

设计合成了2个苯胺取代吖啶衍生物N3,N3,N6,N6-四苯基吖啶基-3,6-二胺(1)和N3,N3,N6,N6-四对甲苯基吖啶基-3,6-二胺(2),通过化学修饰在吖啶核的两端引入二苯胺取代基可以调节化合物的能级和堆积结构等性质,从而使这些吖啶衍生物具有良好的发光性能,可用于制备电致发光器件.基于吖啶衍生物为掺杂发光材料制备的电致发光器件均呈现绿光发射,器件开启电压较低(2.4 V),以化合物1和2制备的器件最高功率效率分别为4.9和8.2 lm/W.考察了其光物理、电化学、热学和荧光量子效率等性能.结果表明,化合物1和2具有较高的量子效率及匹配的能级结构,这是获得较高电致发光效率的基础.     

分子间相互作用对苯甲酮类聚集诱导延迟荧光材料性能的影响

合成了4种以吩噁嗪为给体的苯甲酮类发光材料,考察了不同芳烃取代基对材料分子间相互作用及光电性能的影响.研究结果表明,共平面的稠环芳烃修饰会使分子间存在大量的强π-π堆积作用,而三维的三蝶烯基团则能避免这些作用的产生.4种化合物均具有非常高的热稳定性,5%热失重温度(T_d,5)在400℃以上,分子间π-π堆积会明显提高材料的热稳定性.除苝修饰的化合物外,其它3种化合物都具有明显的聚集诱导延迟荧光,单线态-三线态能隙(ΔE_ST)值不超过0.01 eV;光致发光效率高,在PMMA薄膜中的发光效率在0.60～0.78之间,且随分子间作用力的降低先增加后降低.电致发光性能测试结果表明,三蝶烯修饰的化合物的电致发光性能最佳,掺杂器件的最大亮度可达48480 cd/m²,峰值功率效率(PE_max)和峰值外量子效率(EQE_max)分别为54.4 lm/W和19.0%,且非掺杂器件的PE_max和EQE_max依然高达33.5 lm/W和13.4%.这说明...     

分子型有机空穴传输材料和红色发光材料的设计合成、物化性质及在有机电致发光器件中的应用

有机电致发光器件具有直流电压驱动、主动发光、体积小、无视角限制、响应快,以及色彩全、制作工艺简单等优点,作为新型显示技术而倍受瞩目.在构建有机电致发光器件的三大材料中 (空穴传输材料、电子传输材料和发光材料),空穴传输材料的玻璃化温度(Tg)以及红色发光材料的色纯度和发光效率亟待改进.本论文通过对分子进行合适的裁剪与修饰,设计合成了具有良好应用前景的空穴传输材料和红色发光材料,研究了化合物的物化性质与分子结构的关系以及它们在器件上的应用.     

咔唑并噻唑类蓝色荧光材料的合成及电致发光性质

以钯为催化剂,通过C—C和C—N偶联反应分别合成了两种咔唑并噻唑类蓝色荧光材料:TCz-PCz和TCz-TPA,并采用质谱、~1H NMR、~(13)C NMR和元素分析等对其结构进行了鉴定.系统地研究了这些材料的热稳定性、光物理性质和电化学行为,结果表明这些化合物具有良好的热稳定性和形态稳定性,热分解温度高达400℃,玻璃化转变温度为119℃.在溶液中,这两种材料均发射出强的蓝光,荧光量子效率分别为71%和73%;这些分子的HOMO能级分别为-5.41和-5.21 eV,较高的HOMO能级有利于器件中空穴从空穴传输层向发光层的注入和传输.以TCz-PCz为发光材料,通过真空蒸镀技术制备了非掺杂型有机电致发光器件,研究了其电致发光性能.结果显示该器件具有稳定的蓝光发射,启亮电压仅为3.1 V,最大发光亮度和电流效率分别为2190 cd·m~(-2)和2.88 cd·A~(-1).     

苯并噻唑酮类热活化延迟荧光材料的合成及其光电性能研究

以苯并噻唑-2-基(苯基)甲酮作为受体,具有强给电子能力的吩噁嗪和吩噻嗪作为给体构筑给体-受体(D-A)型分子,设计合成了两种具有聚集诱导发光(AIE)特性的热活化延迟荧光(TADF)红光材料3和4,并对它们的热稳定性、电化学性质、单晶结构、光物理性质和电致发光性能进行了系统研究.两种化合物具有较小的单三线态能级差(ΔE_ST,0.04和0.16 eV)以及微秒级延迟寿命(0.63和1.30μs),表现出明显的TADF特性.通过对比化合物在粉末状态下研磨前后的发射光谱,发现化合物4具有明显的力致变色发光现象.在纯薄膜下,两种化合物的发射峰分别为683和654 nm,光致发光量子产率(PLQY)分别为0.8%和3.6%.基于化合物3和4的非掺杂有机发光二极管(OLED)器件,均获得了纯红光发射(662和652 nm),器件的最大外量子效率(EQE)分别为0.15%和0.34%.虽然基于这两种化合物的器件发光效率有待提升,但它们的合成过程简便,能为开发苯并噻唑酮类TADF红光材料提供一定的启发.     

超支化共轭聚合物的合成、性质及在光电器件中的应用研究进展

简述超支化共轭聚合物光电活性材料研究进展,设计、合成了多种具有3-D立体结构的超支化共轭聚合物,研究了它们的结构与性能的关系及其在器件上的应用.实验结果表明,这种聚合物具有良好的溶解性,可成膜性和高的发光效率.可应用于发光二极管(LED),发光电化学池(LEC),光伏打电池等器件.这类化合物不仅可以作为发光材料,还可以通过修饰得到具有分子或离子识别、信息存储性能的特殊功能材料.     

二咔唑四苯乙烯多功能发光化合物的合成与性能

合成了一种新型的具有压致荧光变色效应的聚集诱导增强发光(PAIE)化合物二咔唑四苯乙烯; 通过核磁共振、质谱和元素分析等手段对其进行了结构表征; 利用紫外吸收光谱、荧光发射光谱、热分析和X射线衍射等手段研究了化合物的基本性能. 实验结果表明, 随着水含量的增加, 该化合物溶液荧光强度增强了171倍, 荧光量子产率提高了100倍, 表现出明显的聚集诱导增强发光效应; 在外界因素作用下该化合物固体样品可实现结晶态与无定形态的相互转变. 结晶态的荧光发射波长为450 nm, 无定形态为480 nm, 相差30 nm, 说明该化合物具有明显的压致荧光变色效应; 将该化合物用于制备发光器件, 未经优化的器件亮度达2438 cd/m², 电流效率为2.87 cd/A, 流明效率为1.81 lm/W. 该化合物是一种多功能材料.     

含四苯基乙烯的炔酮衍生物的设计合成、聚集诱导发光性质及其对Pd2+的选择性荧光检测

聚集诱导发光（AIE）材料吸引了许多光电器件和生物荧光技术领域的科学家的关注.对聚集诱导发光化合物构效关系的深入理解对于设计新材料至关重要.在本工作中,基于经典的AIE基元四苯基乙烯,设计并合成了一系列具有AIE性质,含不同电子给体/受体取代基的炔酮衍生物.对这一系列化合物的光物理性质进行了系统研究并分别探讨了取代基团对发光波长、发光效率和AIE性质的影响.它们的聚集态最大发射波长位于511～565 nm,在四氢呋喃/水混合溶液中的荧光量子产率可达31%.在末端苯环上的电子给体/受体取代基团会降低聚集态的发光效率,而引入硝基取代基则会在发射波长红移的同时,显著猝灭荧光.最为重要的是,这些化合物结构中的炔酮基元可以在一系列金属离子中选择性地与Pd²⁺配位,猝灭纳米聚集体的发光,并有望作为一个有效的Pd²⁺荧光传感器.     

基于八氢联萘酚的大位阻手性发光材料构建及光电性质研究

以手性发光材料为发光中心制备能够直接发射出圆偏振电致发光(circularly polarized electroluminescence, CPEL)的器件, 即CP-organic light-emitting diode (CP-OLED), 在3D显示领域有极大的应用前景. 本工作设计了基于八氢联萘酚的手性热激活延迟荧光材料(S/R)-OBN-tBuCz, 八氢联萘酚作为有效的手性源, 而叔丁基咔唑取代的氰基苯作为高效发光部分. 八氢联萘酚外围较多的氢原子以及较大的叔丁基可以有效增加手性发光分子的空间位阻, 降低堆积效应, 抑制浓度淬灭, 有效提升器件的发光效率. 所合成的手性发光材料展现出明亮的绿光发射(523 nm)、高的荧光量子产率(85.2%)、较小的单线态-三线态能级差ΔE_ST (0.05 eV)和优秀的热稳定性. 圆二色(CD)与圆偏振发光(CPL)光谱显示出明显的对称圆偏振发光信号, 且溶液中的g_PL为+8.6×10^-4和–6.5×10^-4. 基于(S/R)-OBN-tBuCz的电致发光器件表现出优异性能: 起亮电压为3.9 V, 最大亮度为27709 cd•m^-2, 最大电流效率为43.8 cd•A^-1, 最大功率效率为33.5 lm•W^-1, 最大外量子效率为12.4%, 效率滚降很低, 并显示出明显的圆偏振电致发光信号, g_EL分别为+1.57×10^-3和–0.90×10^-3. 大位阻手性发光材料的设计有助于实现高效的CP-OLED, 该研究能促进手性发光材料及圆偏振电致发光器件等相关研究领域的发展.     

含咔唑、噁二唑及8-羟基喹啉的金属络合物型发光材料

为了得到发光性能优良的有机薄膜发光器件,在有机发光材料化合物的分子结构及器件构筑方面,一个重要的途径是在发光化合物的分子设计或器件的组合中,要既具有空穴传输功能团,又具有电子注入功能团,并使两者的传输效率应尽量达到一个恰当的平衡[1].为此,我们设计并合成了分子中含有发光强度高、稳定性好、载流子传输效率高8-羟基喹啉铝金属配合物型发光单元,并分别与空穴传输功基咔唑环及电子注入基噁二唑环相联的两种化合物[2],对它们的光发射性能进行了初步研究.由它们构成多层结构的发光器件,是下一步的研究工作,合成路线如下:     

8-羟基喹啉衍生物铜（Ⅱ）配合物的合成及发光性能

设计合成了（E）-3-[2-（8-羟基喹啉基）-乙烯基]-N-对甲苯基咔唑8和（E）-3-[2-（8-羟基喹啉基）-乙烯基]-N．对甲氧苯基咔唑9及它们相应金属铜配合物10和11四个新的化合物,用UV—Vis,FT—IR,ESI—MS,FAB—MS,^1H NMR,^13C NMR和元素分析确认了化合物的结构．热重分析实验表明金属铜配合物10和11有很好的热稳定性,并把这两个金属铜配合物做成有机单层发光器件,都能发出稳定的蓝绿光．这两个发光器件的最大亮度分别是345cd／m^2,325cd／m^2,最大电流效率分别为0．68cd·A^-1,1．53cd·A^-1．     

有机发光材料的电化学稳定性及其对器件稳定性的影响

有机发光器件（OLED）在平板显示和固体照明领域有着广阔的应用前景.过去的二十多年来,OLED的效率得到了大幅提升,但是器件的稳定性仍有待提高.在OLED器件中,通常认为载流子的传输涉及分子反复的氧化还原.因此,OLED材料的电化学性质是影响器件稳定性的重要因素.本文总结了近年来有关OLED材料电化学性质的研究进展,并重点探讨了材料的电化学稳定性与器件稳定性之间的关系.总结发现：（1）单极性材料的电化学不稳定性是导致器件衰减的本质原因之一;（2）双极性材料高度的电化学稳定性有助于提高器件的稳定性,但并不一定保证器件具有高稳定性;（3）有关材料分子结构的稳定性对器件稳定性的影响以及器件的本征衰变机制还有待深入研究.相信,对OLED发光材料稳定性和器件衰变机制的深入研究将有助于提高其他有机光电材料和器件的稳定性,从而推动有机电子学和相关产业的发展.     

A series of fluorenone-carbazole based regioisomers as bipolar host materials for efficient organic light emitting diodes

A series of fluorenone-carbazole based regioisomers (1–4) have been synthesized and applied as host materials for red OLEDs to investigate the effect of different connection configuration on the optoelectronic properties, charge transport capability and device performance. The optoelectronic properties, thermal stability, redox behaviors and charge transport characteristics of these four compounds were fully characterized. These four hosts demonstrated high thermal stability, bipolar charge transport properties and good EL performance. Although these four compounds demonstrated similar HOMO and LUMO energy levels, the twisted structure of 1 led to the smallest singlet-triplet energy gap, which could account in part for the observation of its better EL performance.     

含有手性和发光官能团侧基的聚1-苯基-1-辛炔的合成与性能研究

设计并合成了一系列含手性和发光生色团侧基的聚（1-苯基-1-辛炔）衍生物{-[（C6H13）C=C（C6H4-p-CO2-R）]n-,R=[（1S）-endo]-（-）-冰片基（P3）,（1R,2S,5R）-（-）-薄荷基（P4）,-C6H4-p-（1R,2S,5R）-（-）-薄荷基（P5）,2-萘基（P6）,4-联苯基（P7）}.用WCl6-Ph4Sn作催化剂,成功地制备了这些具有中等产率和高分子量（Mw高达64000）的聚合物.聚合物的结构和性能通过NMR,TGA,UV,CD,PL和EL等分析方法进行了表征.所有聚合物都表现出良好的热稳定性,在N2保护条件下,其失重5%的温度在300～416℃之间.所有聚合物的带隙约为3.0eV.聚合物P4和P5表现出与聚合物链段螺旋性相对应的CD吸收.在UV辐照下,P3～P7的THF溶液均发射强烈蓝光,其最大发射波长位于485nm左右,量子效率均高于20%.聚合物薄膜发射与其溶液发射在相同的光谱区域,并表现出轻微的聚集诱导猝灭.制备了ITO/聚合物：PVK/BCP/Alq3/LiF/Al多层聚合物EL器件,其最大发射波长为487nm.随着侧基的改变,器件的最大亮度和外量子效率也随之发生变化,其中P6表现出最高的外量子效率（0.16%）.EL器件均具有良好的光谱稳定性,其EL最大发射峰几乎不随外加电压的变化而改变.     

有机同秩物概念及单取代烷烃同秩物生成焓和电离能变化规律

提出了“有机同秩列”、“有机同秩物”、“有机同秩异构体”等概念体系,并以单取代烷烃同秩物Xi-（CH2）/-H（Xi=F、CI、Br、I、NO2、CN、NC、OH、NH2、SH、COOH、CHO）为例,对其气相标准摩尔生成焓（△rHm）、电离能（IP）的结构-性能关系进行了研究,分别对j=2～8的七组同秩物的生成焓及j=2～4的三组同秩物的电离能建立了数学模型：△rHm（j）=a＋b△iHm（1）＋cPEI（R）和IP（j）：a＋bIP（1）＋bPEI（R）,得到了有意义的结果．研究表明,从有机同秩物的角度可以建立一种新的分子结构．性能相关方法,它与有机同系物方法相互独立又互为补充．本文提出的概念体系不仅增加了新的有机化学理论和概念,还为有机物结构-性能变化规律的研究开辟了新视角．     

窄光谱磷光配合物的设计及电致发光性能

通过对螯合配体及辅助配体的设计与筛选, 构筑了一种全新的天蓝光铱金属配合物(MeFPyPy)₂Ir(dipcMePy)(简称MFPMP), 实现了三重态配体中心、 三重态金属-配体电荷转移和/或三重态配体-配体电荷转移跃迁类型混合比例较优化的发光过程. 以MFPMP作为发光体的磷光有机电致发光器件实现了半峰宽为52 nm, 最大发光波长为476 nm的窄光谱、 单峰型、 高亮度、 高效率天蓝光发射, 并在1000 cd/m²的实用亮度下保持了25%以上的外量子效率(EQE), 与目前报道的最高水平有机电致发光器件性能相当. 本工作为进一步开发色纯度更高、 更具有实用性的磷光配合物发光材料提供了一条可行的途径.     

Thermoluminescence and a new organic light-emitting diode (OLED) based on triplet-triplet fluorescence of the trimethylenemethane (TMM) biradical

The results of an investigation of the thermoluminescence (TL) and electroluminescence (EL) of arylated methylenecyclopropanes 1, systems whose photoinduced electron-transfer (PET) chemistry has been thoroughly studied, are described. In both the TL and EL experiments with 1, electronically excited triplet trimethylenemethane (TMM) biradicals (3)2** are generated by back electron transfer (charge recombination) of a TMM radical cation (hole) 2*+, formed by isomerization of the substrate radical cation (hole, 1*+). The application of this chemistry to the design of new organic light-emitting diodes (OLEDs) is described. The mechanistic features of this reaction system have the potential of overcoming significant problems (e.g., quantum efficiency, difficulty obtaining long wavelength emission, and device durability) normally associated with OLEDs that rely on the use of organic closed-shell hydrocarbons.     

亚铜配合物的光致发光与电致发光研究

亚铜[Cu（Ⅰ）]配合物因其低廉的价格、多样化的结构和独特的光物理性质一直备受关注.本文综述了常见磷光Cu（Ⅰ）配合物[Cu（NN）2]＋、[Cu（NN）（PP）]＋和（CuX）mLn（其中NN表示双齿二胺配体,PP表示二膦配体,X表示卤素,L表示含N或P配体）的光致发光与电致发光研究,揭示配合物结构与光学性质的关系,探讨近年来Cu（I）配合物在有机发光二极管（OLED）领域的应用研究新进展.     

High-efficiency tris(8-hydroxyquinoline)aluminum (Alq3) complexes for organic white-light-emitting diodes and solid-state lighting

Combinations of electron-withdrawing and -donating substituents on the 8-hydroxyquinoline ligand of the tris(8-hydroxyquinoline)aluminum (Alq(3)) complexes allow for control of the HOMO and LUMO energies and the HOMO-LUMO gap responsible for emission from the complexes. Here, we present a systematic study on tuning the emission and electroluminescence (EL) from Alq(3) complexes from the green to blue region. In this study, we explored the combination of electron-donating substituents on C4 and C6. Compounds 1-6 displayed the emission tuning between 478 and 526 nm, and fluorescence quantum yield between 0.15 and 0.57. The compounds 2-6 were used as emitters and hosts in organic light-emitting diodes (OLEDs). The highest OLED external quantum efficiency (EQE) observed was 4.6%, which is among the highest observed for Alq(3) complexes. Also, the compounds 3-5 were used as hosts for red phosphorescent dopants to obtain white light-emitting diodes (WOLED). The WOLEDs displayed high efficiency (EQE up to 19%) and high white color purity (color rendering index (CRI≈85).     

大气有机物热脱附-全二维气相色谱-火焰离子化分析方法

全二维气相色谱（GC×GC）是20世纪90年代发展起来的具有高分辨率、高灵敏度、高峰容量等优势的分离技术,在我国将其用于大气挥发性有机物（VOCs）研究方面才刚刚起步.本文将GC-GC与氢火焰离子化检测器（FID）联用,构建了用于测量大气有机物的热脱附-全二维气相色谱-氢火焰离子化分析系统（TD-GC×GC-FID）.采用HP-5MS和HP-INNOWAX色谱柱,建立了C5-C15大气有机物分析方法,实现了一次分析过程同时分离非甲烷烃（NMHCs）、含氧挥发性有机物（OVOCs）和卤代烃等多种组分.利用标准物质和四级杆质谱（qMS）进行定性,外标法结合FID质量校正因子定量.目标物在GC-GC谱图中第一和第二维保留时间变化分别小于0.6s和0.02s,峰体积平均相对标准偏差为14.3%,其中烷烃和芳香烃为4.5%.标准曲线r2均值大于0.99,平均检出限为6.04ng,平均回收率为111%.利用该方法检测到2010年1月北京市区大气中400多种有机物（信噪比大于50）,鉴定了其中的103种物质,包括烷烃、烯烃、芳香烃、卤代烃、醛、酮、酯、醇和醚等.所测定有机物平均总浓度为51.3×10-9V/V,其中OVOCs约占51%,芳香烃约占30%,烷烃约占15%,卤代烃和烯烃分别占3%和1%.平均浓度最高的前3个组分是乙醇（9.84×10-9V/V）、丙酮（6.72×10-9V/V）和甲苯（3.48×10-9V/V）.