论文部分内容阅读
本论文以吡啶作为吸电子（Electron Acceptor,A）基团,苯胺作为给电子（Electron Donor,D）基团,二者通过引入9,9-二丁基芴（F）作为π桥连接,设计并合成了具有不同分子共轭长度扭曲结构的有机荧光化合物,系统研究了化合物结构与荧光特性间关系规律,研究探讨了酸致变色特性与机理,开展了其在白光有机发光二极管（Organic Light Emitting Diode,OLED）中应用探索研究。本论文主要研究内容如下:（1）以吡啶为吸电子基团,三苯胺为给电子基团,设计合成了具有扭曲D-A结构的有机荧光化合物TPA-PD。TPA-PD分子中三苯胺与吡啶间扭转角为49°,其荧光量子效率较低(ηPL=24.0%)。往TPA-PD溶液加入三氟乙酸后,TPA-PD溶液光致发光（Photoluminescence,PL）光谱中出现了两个位于444和575 nm处发射峰;随着三氟乙酸含量增加,444 nm处发射峰强度减弱,而575 nm处发射峰强度增强,可通过调控三氟乙酸含量实现TPA-PD溶液白色荧光发射;TPA-PD薄膜具有酸致变色荧光特性,滴加三乙胺可实现荧光可逆。采用经三氟乙酸酸化处理后的TPA-PD薄膜作为OLED发光层,实现了白光OLED器件的制备,器件色坐标为（0.36,0.38）,最大外量子效率为2.8%。（2）在吡啶与三苯胺基团之间引入芴基团作为π桥连接,设计合成了具有D-π-A结构的有机荧光化合物TPA-F-PD。TPA-F-PD分子中三苯胺基团与芴基团间扭转角为38°,芴基团与吡啶基团间扭转角为33°,较小的扭转角导致TPA-F-PD较高的荧光量子效率(ηPL=52.0%)。通过对比实验发现,TPA-PD分子中引入芴基团构筑TPA-F-PD分子,增加了分子共轭长度,可增强分子激发态的电荷转移（Charge Transfer,CT）态特征,从而导致TPA-F-PD发射峰相对于TPA-PD（439 nm）红移到460 nm。TPA-F-PD表现了酸致变色荧光特性:往TPA-F-PD溶液加入三氟乙酸后,溶液发光光谱出现了两个分别位于460和650 nm处发射峰;随着三氟乙酸含量增加,460 nm处发射峰强度减弱,而650 nm处发射峰强度增强,可通过调控三氟乙酸含量实现TPA-F-PD溶液的白色荧光发射;TPA-F-PD薄膜也具有酸致变色荧光特性,滴加三氟乙酸可实现荧光可逆。以三氟乙酸酸化处理后TPA-F-PD薄膜为发光层,通过调控三氟乙酸含量,制备了白光OLED,其器件色坐标为（0.44,0.33）,最大外量子效率为2.1%。（3）以吡啶为吸电子基团,N-（4-苯胺）咔唑（CzPA）为给电子基团,二者通过芴基团作为π桥连接,设计合成了具有扭曲A-π-D-π-A结构的有机荧光化合物CzPA-F-PD。CzPA-F-PD分子中吡啶基团与芴基团间扭转角为20°,芴基团与苯胺咔唑基团间扭转角为44°,小的扭转角导致CzPA-F-PD荧光量子效率显著提高,为本文三种化合物中最高值ηPL=67.7%。通过与TPA-PD和TPA-F-PD光物理特性对比,可以看到进一步增加分子共轭长度更有利于增强CT态特征,从而导致CzPA-F-PD发光峰波长红移到470nm。CzPA-F-PD表现了明显的酸致变色荧光特性:往CzPA-F-PD溶液加入三氟乙酸后,溶液的发光光谱出现了两个分别位于470和643 nm处发射峰;随着三氟乙酸含量增加,470 nm处发射峰强度减弱,而643 nm处发射峰强度增强,可通过调控三氟乙酸含量实现CzPA-F-PD溶液白色荧光发射;CzPA-F-PD薄膜也具有酸致变色荧光特性,滴加三乙胺可实现荧光可逆。以CzPA-F-PD与三氟乙酸掺杂不同比例为发光层,制备了一系列OLED器件,当二者掺杂比例为5000/1时,可获得白光OLED,器件色坐标为（0.36,0.37）,接近纯白光发射,最大外量子效率提高到4.1%,接近传统荧光OLED理论极限值5.0%。