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1、第22卷哈尔滨师范大学自然科学学报Vol.22,No.32006第3期NATURALSCIENCESJOURNALOFHARBINNORMALUNIVERSITY有机光致发光材料的研究进展于凯关淑霞张宏伟周百斌李玲(哈尔滨师范大学)(大庆石油学院)(哈尔滨师范大学)【摘要】简述了有机光致发光材料的发光机理,发光与结构的关系,综述了有机小分子、高分子发光材料的国内外研究现状.并对光致发光领域的应用前景作了展望.关键词:有机发光材料;发光原理激发态为三重态.三重态的能量常常较单重态低.0引言当有机分子在光能(光子)激发下被激发到激发光致发
2、光是一种相当重要和普遍的现象,无单重态(S),经振动能级驰豫到最低激发单重态机物发光的研究和应用已经有了较长的历史,但(S1),最后由S1回到基态S0,此时产生荧光,或无机发光材料存在一些难以克服的缺点:种类少,者经由最低激发三重态(T1),(S1-T1),最后产可调节性小,使用条件苛刻,能量效率不高,难于生T1-S0的电子跃迁,此时辐射出磷光.获得蓝光等.因此探索新的发光材料将十分重要.具有大共轭体系的有机分子在电及光等的激发2发光与结构的关系下,容易产生电子能级的跃迁,发出不同波长的光有机化合物能否发光以及发光波长、发光效来.由于
3、有机化合物的种类繁多,结构多种多样,率如何,主要取决于其化学结构.荧光通常发生在可以满足各种不同的用途,在发光领域中有机材具有刚性平面和π电子共轭体系的分子中.所以料的研究近年来日益受到人们的重视.发光有机物往往具有以下结构特征:(1)具有大的π键结构.共轭体系越大,离域1光致发光原理电子越容易被激发,相应地,荧光较易产生.一般有机物的发光是分子从激发态回到基态产生来说,芳香体系越大,其荧光峰越向长波方向移的辐射跃迁现象.获得有机分子发光的途径很多,动,而且荧光强度往往加强.对于同样共轭环数的光致发光中大多数有机物具有偶数电子,基态时
4、芳香族化合物,线性分子的荧光波长比非线性分电子成对的存在于各分子轨道.根据泡林不相容子的荧光波长要长.例如,蒽的荧光发射波长就比原理,同一轨道上的两个电子自旋相反,所以分子菲的要长.中总的电子自旋为零,这个分子所处的电子能态(2)刚性平面结构.大量的研究发现,具有较称为单重态(2S+1=0).当分子中的一个电子吸为刚性平面结构的化合物有着较好的荧光性能,收光能量被激发时,通常它的自旋不变,则激发态这主要是由于振动耗散引起的内转换几率减小的是单重态.如果激发过程中电子发生自旋反转,则结果.例如,偶氮苯是一个不发荧光的有机物,而收稿日期:
5、2006-01-09第3期有机光致发光材料的研究进展71杂氮菲分子发荧光,这是因为后者可以看作是偶物的共轭度有所不同,发光的颜色从紫蓝到浅蓝,氮苯分子被一个碳碳双键所固定的结果.类似的波长递增.Saito等对PBD进行了改进,使材料成例子还很多,在设计功能分子时可以考虑在分子为有苯环连接噁二唑二聚体结构,产生了非结晶中引入这样的化学键或者空间位阻以减少激发态性强、熔点高的化合物OXD-7;Kodak公司首次能量的振动耗散,从而有利于荧光的产生.用香豆素6作绿光领域的客分子,它的光峰在此外,利用配位键也可以增强分子的整体刚500nm左右
6、,荧光效率趋近100%.三苯基胺衍生性.例如,8-羟基喹啉是一个荧光效率极低的配物,又称TPD,这类化合物结构易于调整,通过引位试剂,几乎不发荧光,但其与铝离子配位之后,入烯键、苯环等不饱和基团及各种生色团,可以改形成8-羟基喹啉铝就具有很好的荧光性能.利变其共轭度,从而使化合物光电性质发生变化.用氢键也可以提高分子的刚性程度,例如,在羟基3.1.2配位化合物配位化合物的结构主要由苯甲酸的异构体中,当羟基位于羧基的邻位时分两部分组成:中心离子和配体.子荧光显然要比间位或对位的异构体要强,其原3.1.2.1配体发光的配位化合物有些配体分
7、因就是羧基与羟基所形成的分子内氢键作用.子在自由状态下不发光或发光很弱,形成配合物(3)取代基中有较多的给电子基团.一般来后转变成强发光物质.1987年,C.W.Tang制得说,化合物的共轭体系上如果具有强的给电子基Alq3,并用作发光器件.1994年Burrows等研究了团,如:-NH2,-OH,-OR等,可以在一定程度Caq3的发光性能,近几年人们发现8-羟基喹啉上加强化合物的荧光,因为含这类基团的荧光体,不仅能与铝、钙形成发光配合物,而且与Be、Ga、其激发态常由环外的羟基或氨基上的电子激发转In、Sc、Th、Zn、Zr等金属离
8、子都能形成发光配合移到环上而产生的.由于它们电子的电子云几乎物.与芳环上的轨道平行,实际上它们共享了共轭电此外,Schiff碱分子本身不发荧光,与铝、锌等子结构,同时扩大了其共轭双键体系.所以这类化金属形成配合物之后,则
