小分子蓝光OLED材料
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材料化学学期论文小分子蓝光OLED材料
摘要 有机电致发光器件(OLED因其在平板显示和高效照明领域具有极大的应用前景而引起广泛关注。与绿光器件相比，高效稳定的蓝光材料十分稀少。 因此开发有高发光效率、色纯度、稳定性的蓝光材料必不可少。蒽类、芴类、苯乙烯类蓝光材料由于具有能满足实用的潜力而成为研究热点。
关键字 有机发光材料 蒽 芴 苯乙烯
Small molecules used as blue OLED materials
Abstract Organic Light-Emitting Diodes(OLEDhave been extensively studied due to their possible applications for flat panel color displays and illumination source.Compared with green emitters ,efficient and stable blue emitters are still rare.So,there still exists a clear need for further improvements in terms of luminous efficiency and color purity,as well as operational stability.The most recent research into blue light-emitting materials was centered on anthracene,fluorine and styrene derivatives. Keywords Organic Light Emitting Diode（OLED） anthracene fluorine styrene
OLED具有自发光、宽视角、工作电压低、反应时间快、可弯曲等优点，因其在平板显示和高效照明领域具有极大的应用前景而引起广泛关注[1]。蓝色有机电致发光是全彩色显示的重要组成部分，但与绿光器件相比，蓝光器件的性能与实际应用还有一定的差距，其研究一直处于相对落后的状态，一定程度上制约着全彩色OLED显示的发展[2]。小分子OLED材料为有机染料、颜料、金属配合物、共轭分子、共轭寡聚物等，蓝光材料多数集中在有机小分子的自身电致发光、金属配合物、蓝光有机小分子电致发光材料的衍生物等方面[3]。本文主要介绍近几年国内外在蓝光主体发光材料方面的研究情况
1 蒽类小分子蓝光材料
蒽类化合物是经典的蓝光材料，也是目前OLED器件中广泛应用的蓝光主体发光材料之一。蒽有较高的荧光效率 但小分子易结晶导致器件寿命低。因此常在9、10位引入其他基团进行改性。
祝等[4]通过引入具有电子传输性能的嗯二唑衍生物支链，采用Suzuki偶联反应，设计并合成了一种新型的蒽衍生物蓝光材料(如图12-(4-叔丁苯基-5-(4-(2-(9,10-二(α-萘基蒽基联苯基-1,3,4-噁二唑(α-ADN-2-PBD，同时研究了它的光学性能、热学性能、电化学性能以及成膜性。研究结果表明，该化合物在四氢呋喃溶液中发射蓝色荧光，最大发射波长为433am；由于嗯二唑衍生物的引人，其荧光量子效率为0.94，是9,10-二(β-萘基蒽(ADN的1.17倍。该化合物薄膜经过100 ℃高温烘烤3h，依然保持连续、均一、平整的无定型结构，是制备长寿命、高效率OLED的很有潜力的材料。
材料化学学期论文
图 1. 蒽衍生物蓝光材料结构
Wan等[5]设计合成了一系列由刚性的sp3杂化碳原子连接的扭曲的芴基蒽，包含在芴的C-2位或蒽的C-10位末端进行芳基取代（如图2）。这些材料表现出良好的热稳定性和非晶性能。理论计算和x射线衍射研究发现，这六个蓝光发射器具有非共面结构，抑制了分子间的相互作用。所有化合物表现出的玻璃化转变温度大约104-143℃。不同端基的化学结构与电致发光性能有关联。在20 mA•cm-2电流密度和最大亮度下，OLED利用9 -(2-苯基-9-芴蒽作为蓝光发射器(1a，其色坐标为(0.166，0.153、电流效率为1.47 cd•A-1、外部量子效率为1.84%。如表1，与在蒽模块的C-10位进行芳基取代的2a（苯芴）和2c（萘基）相比，在芴的C-2位置取代的1a与1c的蓝光OLED其电致发光性能更好。
图 2. 在芴的C-2位或蒽的C-10位末端进行芳基取代的结构
表 1.发光性能测试结果
2 芴类小分子蓝光材料
芴类小分子或以其为单体的高分子材料，具有很高的发光效率，是目前OLED领域里常用的一种蓝光材料。芴类主体发光材料的结构都有稳固的芴环构成，具有大的共轭体系和较好的刚性共面性，且玻璃化温度高、热稳定性好、制作电致发光器件工艺简单、不需要复杂的设备，可能会降低器件制作成本，易于制备大面积的器件。由于荧光通常发生在具有刚性平面和共轭体系的分子中，提高电子共轭效应和分子的共面性有利于提高荧光效率[2]。
但是芴位9位碳上的氢具有酸性，易被氧化导致色纯度下降。在9位引入取代基即可改善芴的溶解性又可增加其稳定性。螺芴比芴更稳定，其非平面结构可有效地防止材料的堆积提高发光效率。螺芴类材料还具有高的热稳定性、光效率、色纯度等优点[6]。
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2.1 掺杂性芴类蓝光材料
Lee等[7]成功设计并通过Suzuki偶合反应合成了三种取代芴C-7和C-9位的螺苯并芴二 