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1、Vol135No111化工新型材料第35卷第11期·4·NEWCHEMICALMATERIALS2007年11月有机小分子发光材料的研究杨定宇蒋孟衡涂小强(成都信息工程学院光电技术系,成都610225)摘要系统介绍了红、绿、蓝三基色有机小分子电致发光材料的分类,分析了材料发光特性与分子结构的关系,并介绍目前的最新研究进展。关键词有机发光材料,浓度淬灭,发光效率,色纯度ResearchonmolecularorganicelectroluminescentmaterialsYangDingyuJiangMenghengT
2、uXiaoqiang(ChengduUniversityofInformationTechnology,Chengdu610225)AbstractThetypesofthemoleculartricolorELmaterialswereintroducedsystematically,thenanalyzedthecon2nectionsbetweentheELperformanceandmolecularstructure.Moreover,thelatestprogresswasalsopresented.Key
3、wordsorganicelectroluminescentmaterial,concentrationquenching,luminousefficiency,colorpurity[1]自1987年Tang等制备成功低压驱动的小分子发光器属离子有:周期表中第Ⅱ主族元素的Be、Zn和第Ⅲ主族元素件以来,有机发光技术已取得了巨大进展,并开始进入产业化的Al、Ga、In以及稀土元素如铽(Tb)、铕(Eu)、钆(Gd)等。此进程。目前,有机发光技术仍需进一步提高器件的工作稳定外,近年来引起广泛关注的磷光染料也属于金属配合物
4、,其中性,改善发光性能,延长使用寿命。提升器件发光性能和寿命心金属均是过渡金属,如:锇(Os)、铱(Ir)、铂(Pt)、钌(Ru)等,的诸多措施主要在以下方面展开:完善器件结构(包括有机层配位基则是含氮的杂环化合物。磷光材料中存在较强的自旋2和电极);封装技术;研发新一代的发光材料等。研究表明,发轨道耦合,能够突破三线态激子(占激子数的75%)的自旋禁光器件的性能很大程度上取决于发光材料的特性,研究新型阻限制,从而大幅度提高器件的发光效率。的高质量发光材料是提高器件性能的必然要求。1.1红光小分子发光材料根据分子量的大
5、小,有机发光材料可分为小分子和高分在三基色有机发光材料中,红光材料的发光效率较低,色子两大类。前者有纯小分子化合物和金属配合物两种分子类纯度和亮度也有待提高。这是因为:红光染料是能隙较小的型,采用真空蒸发成膜;后者均为含有共轭结构的高聚物,采化合物,易发生非辐射复合;红光染料与掺杂主体间的能级匹用旋涂或喷墨打印方法成膜。目前,小分子器件的荧光量子配较差,能量转移不完全(效率低),且主体材料的发光难以完效率高,容易提纯,发光亮度和色纯度也优于高分子材料,已全抑制(色纯度差);红光染料存在较强的π2π相互作用,在高经开始实
6、现商品化;高分子器件虽然具有加工性、热稳定性及掺杂浓度下分子之间易产生聚合,导致浓度淬灭;此外,红光成本上的优势,但目前在发光效率和彩色化方面进展缓慢。染料多种跃迁机制的存在,使得发光谱往往有50~100nm的然而,即便是小分子器件,在技术上也未达到理想状态。比半高宽,色纯度不够好。如,发光稳定性及效率仍有改进的空间,特别是三基色小分子红光染料的发射波长应大于610nm,色度坐标在(x=发光材料的发光效率及寿命仍不一致,已严重制约了有机显0165,y=0135)附近,发光效率大于4cd/A,寿命超过1万h。示器件的产业
7、化进程。目前,只有DCM的衍生物达到上述指标,如DCM、DCJ、1小分子发光材料及其进展DCJT、DCJTB、DCJTI等[224],多以Alq3(八羟基喹啉铝)为掺小分子发光材料容易发生“浓度淬灭”现象,所以单纯的杂主体,掺杂浓度控制在015%~2%之间。研究发现,随着掺主体小分子发光材料很少,多是作为掺杂染料发光。根据分杂浓度的提高,器件的发射光谱逐渐红移,发光峰可在570~子结构的不同,小分子分为纯有机化合物和金属配合物两种。640nm范围内调节。从化学结构上看,由DCM到DCJTI,分前者结构中多带有共轭杂环及
8、各种生色团,结构易于调整,通子结构逐步得到改进,力图避免浓度淬灭,改善红光的色度。过引入烯键、苯环等不饱和基团及各种生色团来改变其共轭如DCJ具有比DCM更接近上述红光色度坐标的电致发光,度,从而使化合物光电性质发生变化;后者介于有机物与无机DCJT则在分子C21和C26位置引入“位阻基团”甲基,减少染物之间,同时具有有机物的高荧