一种新型聚芴蓝光材料的合成与稳定性研究

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1、第一章绪论复旦大学硕士论文许多无机发光材料和液晶显示材料等目前常用的显示材料所不具有的优良特性。首先，有机发光材料选择范围宽，可以实现从蓝光到红光的全色显示；其次，发光亮度和发光效率高：再次，有机发光器件是全主动发光的固态器件不受震动等外界因素影响，而且还具有驱动电压低、可视角宽、响应速度快、超轻超薄、制备过程简单费用低和柔性显示的优点。因此，可以说有机电致发光材料是具有竞争力的下～代显示器的候选材料。1．1．2光致发光原理1，1．2．1荧光与磷光有机发光材料最明显的特征就是具有磷光或者荧光性质，荧光和磷光都是冷光(1uminescence)的一种，是分子吸收了光能后，电子从低能

2、量的基态轨道跃迁到高能量的激发态轨道，然后再跃迁回到基态的过程中释放出的光子产生的。荧光和磷光是光与物质相互作用的结果，同时光与物质的作用过程中还会产生不吸收光的散射过程(弹性散射和非弹性散射)。荧光和磷光都是跃迁过程中产生的，两者的不同之处在于，荧光的激发态是单重态，而磷光的激发态是三重态。荧光是电子从激发态(S1)经过振动弛豫(vibrationrelaxation)到达s1的最低振动能级后跃迁回基态的过程中放出光予形成的，荧光的激发单重态辐射跃迁的寿命一般在10_8sOOns)量级。磷光则是由三重激发态(T1)辐射跃迁回基态，由于受到自旋因子的制约，其跃迁速率要小的多而寿命

3、也较长(一般在微秒以上甚至达到秒的数量级)。荧光和磷光是相互竞争的，在常温下、特别是溶液中，荧光容易观察而磷光却困难的多[”。由于荧光的产生比磷光容易的多，因此现在主要研究和应用都集中在荧光材料方面。有机材料要有比较强的荧光应该具有如下的特征：(1)具有共轭7【键结构：(2)具有较为刚性的结构，尤其是平面结构：(3)取代基中有较多的给电子基团；(4)最低的单重激发态为兀-尢“型71。共轭体系越大，离域7【电子越容易被激发，也越容易产生荧光，其峰值向长波长移动。较强的刚性结构可以减小分子由于振动耗散引起的内转换几率，有利于荧光发射。通常在共轭体系中连上强的给电子基团如：_NI也．，

4、．OH，一OR等可以使荧光得到增强(通过共享共轭电子结构扩大共轭双键体系)，其吸收波长和发射波长都比未取代的化合物要长一些，荧光效率也会增加。相反，吸电子取代基如：羰基、硝基、重氮基等会减弱荧光发射。造成这种情况的原因是，这些基团的n．兀“跃迁激发态的寿命较长，发生非荧光过程的可能性大大增加，容易发生s．T的系间穿越。同时卤索取代基如：第一章绪论复旦大学珂j士论文C1、Br、I等也会导致荧光减弱，称为“重原子效应[7_81”1．1．2．2荧光淬灭和荧光淬剂凡是加速荧光过程中电子激发态衰减到基态的过程，或抑制基态电子激发的过程称为荧光淬灭，而引起荧光淬灭的物质则称为荧光淬灭剂。许多

5、物质都可以引起荧光淬灭，氧气就是一种常见的荧光淬灭剂。它可以淬灭几乎所有的荧光发色团，因此在高要求的荧光测试中一般都需要预先除氧。淬灭机理一般分为动态淬灭(又称碰撞淬灭)和静态淬灭：动态淬灭是指淬灭分子与发色团碰撞引起的荧光淬灭过程。一般随着温度的升高，有利于动态淬灭的发生；静态淬灭则是指发色集团和淬灭剂分子形成一种不发射基态复合物，其吸收光子后不发射荧光就回到基态的荧光淬灭过程。静态淬灭随着温度的升高有所减弱【8l。1．1．3电致发光原理与器件结构及评价参数有机电致发光原理：一般认为在外界电压的驱动下，电子从阴极注入到有机物的最低未占据轨道(LUMO)，而空穴则从阳极注入到有机

6、物的最高占据轨道(HOMO)，两种载流子迁移到发光层后复合产生激子，并由其将能量传递给发光分子，被激发的发光分子的电子从激发态跃迁回到基态释放出光，发射光的颜色由激发态与基态的能级差所决定[8】o有机发光器件的基本结构是三明治式的夹心结构。最简单的单层器件的结构是：涂有氧化铟一氧化锡(IndiumTinOxide，ITO)层的玻璃电极作为阳极，中间是几百纳米厚的发光材料层，然后真空蒸镀低功函金属(如钙、铝、镁等)阴极。由于大多数有机材料的电子和空穴传输性能不平衡，导致电子与空穴的复合区靠近某一电极造成淬灭，从而影响发光效率。为了克服以上因素，通常在发光层与电极之间有选择性的加入电

7、子或空穴传输层和电子或空穴阻挡层来改善其注入的平衡性【91。通常评价一个有机电致发光材料和器件的性能分为两个方面：发光性能和电学性能。发光性能的评价主要有，发射光谱、发光亮度、发光效率、发光色度和寿命；电学性能的评价主要包括，电流一电压关系、电压一发光亮度关系等。在实际的商业应用中，作为性能优良的显示器发光材料，除了其亮度应该达到200cd／m2、发光寿命至少大于10000个小时，同时还必须有良好的色纯度，在电学性质方面则应该有较低的启动电压[71。第一章绪论复旦大学硕士论文影响