高效有机电致磷光双极主体材料的合成与性能pdf/txt下载_在线阅读全文

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本书在2013年全国优博论文的基础上撰写而成，反映了该领域的研究现状和前景。

内容简介

有机电致发光(OLED)具有效率高、亮度高、发光视角宽、能耗低、主动发光、驱动电压低、响应速度快、全彩色、易制成大面积超薄膜、柔性显示等特点，在平板显示和固态照明领域表现出了巨大的潜在应用前景，且已成为近二十年来十分热门的研究领域。本论文通过邻位、间位和对位等连接方式构建了一系列新型具有双极载流子传输性能的主体材料，探讨了化合物分子结构与材料热稳定性、光物理性能和电化学性能等之间的关系，研究了化合物在电致磷光器件中作为主体材料的性能，获得了几种具有潜在应用价值的有机电致发光新材料。

作者简介

陶友田，女，2006年毕业于武汉大学化学与分子科学学院化学基地班，获理学学士学位，2011年获材料物理与化学专业工学博士学位，导师为杨楚罗和秦金贵教授。此外， 2005-2006年于中科院长春应用化学研究所联合培养，2009至2012年在英国剑桥大学化学系访问学习及博士后研究。获2013年全国百篇优秀博士学位论文。主要研究方向为有机电致发光和有机太阳能电池材料与器件。

目　　录

目录
第1 章绪论……………………………………………………………………1
1.1 有机电致发光……………………………………………………………1
1.1.1 有机电致发光的历史与现状………………………………………1
1.1.2 有机电致发光的基本原理…………………………………………3
1.1.3 有机电致发光的器件结构…………………………………………4
1.1.4 有机电致发光的基本性能参数……………………………………5
1.2 有机电致磷光……………………………………………………………7
1.2.1 电极和界面材料……………………………………………………7
1.2.2 空穴传输材料………………………………………………………7
1.2.3 电子传输材料………………………………………………………9
1.2.4 磷光客体材料………………………………………………………11
1.2.5 电致磷光发光机理…………………………………………………12
1.3 有机电致磷光主体材料研究进展……………………………………13

目录 
第1 章绪论……………………………………………………………………1 
1.1 有机电致发光……………………………………………………………1 
1.1.1 有机电致发光的历史与现状………………………………………1 
1.1.2 有机电致发光的基本原理…………………………………………3 
1.1.3 有机电致发光的器件结构…………………………………………4 
1.1.4 有机电致发光的基本性能参数……………………………………5 
1.2 有机电致磷光……………………………………………………………7 
1.2.1 电极和界面材料……………………………………………………7 
1.2.2 空穴传输材料………………………………………………………7 
1.2.3 电子传输材料………………………………………………………9 
1.2.4 磷光客体材料………………………………………………………11 
1.2.5 电致磷光发光机理…………………………………………………12 
1.3 有机电致磷光主体材料研究进展……………………………………13 
1.3.1 主体材料的设计要求………………………………………………14 
1.3.2 空穴型主体材料……………………………………………………15 
1.3.3 电子型主体材料……………………………………………………23 
1.3.4 双极传输主体材料…………………………………………………27 
1.3.5 全C—H主体材料…………………………………………………39 
1.4 本章参考文献…………………………………………………………42 
第2 章具有简单结构的咔唑/ 二唑双极主体材料的合成、结构及其 
性能关系………………………………………………………………56 
2.1 引言……………………………………………………………………56 
2.2 实验部分………………………………………………………………58 
2.2.1 试剂处理与仪器表征………………………………………………58 
2.2.2 化合物的合成………………………………………………………59 
· 1 · 
高效有机电致磷光双极主体材料的合成与性能 
2.2.3 电致发光器件的制备和性能测试…………………………………63 
2.3 结果与讨论……………………………………………………………64 
2.3.1 化合物的合成与表征………………………………………………64 
2.3.2 化合物的热学性质…………………………………………………65 
2.3.3 化合物的光物理性质………………………………………………66 
2.3.4 化合物的电化学性质………………………………………………68 
2.3.5 理论计算……………………………………………………………70 
2.3.6 化合物的成膜性质…………………………………………………72 
2.3.7 化合物在电致发光器件中的应用…………………………………72 
2.4 本章小结………………………………………………………………81 
2.5 本章参考文献…………………………………………………………82 
第3 章含叔丁基端基的、电化学性质稳定的咔唑/ 二唑双极主体材 
料的合成与光电性能………………………………………………88 
3.1 引言……………………………………………………………………88 
3.2 实验部分………………………………………………………………89 
3.2.1 试剂处理与仪器表征………………………………………………89 
3.2.2 化合物的合成………………………………………………………90 
3.2.3 电致发光器件的制备和性能测试…………………………………91 
3.3 结果与讨论……………………………………………………………91 
3.3.1 合成与表征…………………………………………………………91 
3.3.2 热学性质……………………………………………………………92 
3.3.3 光物理性质…………………………………………………………93 
3.3.4 化合物的电化学性质………………………………………………94 
3.3.5 作为主体材料在电致磷光器件中的应用…………………………95 
3.4 本章小结………………………………………………………………98 
3.5 本章参考文献…………………………………………………………99 
第4 章含长柔性链的咔唑/ 二唑双极主体材料……………………102 
4.1 引言……………………………………………………………………102 
4.2 实验部分………………………………………………………………104 
4.2.1 试剂处理与仪器表征……………………………………………104 
· 2 · 
目录 
4.2.2 化合物的合成……………………………………………………105 
4.2.3 电致磷光器件的制备和性能测试………………………………107 
4.3 结果与讨论……………………………………………………………109 
4.3.1 化合物的合成与表征……………………………………………109 
4.3.2 化合物的热学性能………………………………………………109 
4.3.3 化合物的光物理性质……………………………………………110 
4.3.4 化合物的电化学性质……………………………………………112 
4.3.5 成膜性质…………………………………………………………113 
4.3.6 化合物在电致发光器件中的应用………………………………114 
4.4 本章小结………………………………………………………………117 
4.5 本章参考文献…………………………………………………………117 
第5 章三苯胺/ 二唑类双极主体材料的合成、结构及其性能关系…123 
5.1 引言……………………………………………………………………123 
5.2 实验部分………………………………………………………………125 
5.2.1 试剂处理与仪器表征……………………………………………125 
5.2.2 化合物的合成……………………………………………………126 
5.2.3 电致发光器件的制备和性能测试………………………………132 
5.3 结果与讨论……………………………………………………………133 
5.3.1 化合物的合成与表征……………………………………………133 
5.3.2 化合物的热学性质………………………………………………134 
5.3.3 化合物的光物理性质……………………………………………136 
5.3.4 化合物的电化学性质……………………………………………138 
5.3.5 理论计算…………………………………………………………141 
5.3.6 化合物在电致发光器件中的应用………………………………142 
5.4 本章小结………………………………………………………………157 
5.5 本章参考文献…………………………………………………………159 
第6 章螺芴/ 二唑类主体材料的合成、结构及其性能关系………166 
6.1 引言……………………………………………………………………166 
6.2 实验部分………………………………………………………………168 
6.2.1 试剂处理与仪器表征……………………………………………168 
· 3 · 
高效有机电致磷光双极主体材料的合成与性能 
6.2.2 化合物的合成……………………………………………………168 
6.2.3 电致发光器件的制备和性能测试………………………………172 
6.3 结果与讨论……………………………………………………………173 
6.3.1 化合物的合成与表征……………………………………………173 
6.3.2 化合物的热学性质………………………………………………173 
6.3.3 化合物的光物理性质……………………………………………174 
6.3.4 化合物的电化学性质……………………………………………177 
6.3.5 理论计算…………………………………………………………178 
6.3.6 化合物在电致发光器件中的应用………………………………179 
6.4 本章小结………………………………………………………………181 
6.5 本章参考文献…………………………………………………………181 
第7 章三苯胺/三氮唑类双极主体材料的合成、结构与光电性能…187 
7.1 引言……………………………………………………………………187 
7.2 实验部分………………………………………………………………188 
7.2.1 试剂处理与仪器表征……………………………………………188 
7.2.2 化合物的合成……………………………………………………190 
7.2.3 电致发光器件的制备和性能测试………………………………195 
7.3 结果与讨论……………………………………………………………195 
7.3.1 合成与表征………………………………………………………195 
7.3.2 热学性质…………………………………………………………196 
7.3.3 光物理性质………………………………………………………197 
7.3.4 电化学性质………………………………………………………200 
7.3.5 理论计算…………………………………………………………201 
7.3.6 化合物在电致发光器件中的应用………………………………203 
7.4 本章小结………………………………………………………………206 
7.5 本章参考文献…………………………………………………………207 
第8 章总结与展望…………………………………………………………213 
8.1 结论与创新……………………………………………………………213 
8.2 展望……………………………………………………………………217 
8.3 本章参考文献…………………………………………………………218

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前　　言

前言
照明消耗了世界五分之一左右的能源，如果新型能源能完全取代传统普通
照明的话，照明能耗可节省80%，相当于每年6.3 亿吨二氧化碳的排放量。在全
球能源短缺问题日益突出、节能减排受到广泛重视和人类不断挑战材料物理使
用极限的背景下，白光有机发光二极管（OLED）以其高性能、低能耗、绿色环保、
低成本及可实现大面积柔性显示等诸多优点，被业界公认为是信息技术时代最
具发展前景的高科技领域之一。一方面，它与彩色滤光片结合，可实现全彩色有
源矩阵显示；另一方面，它本身就是一种理想的新型绿色照明光源。因此，发展
白光有机发光二极管，既为实现新一代先进显示技术和固体照明提供崭新途径，

前言 
照明消耗了世界五分之一左右的能源，如果新型能源能完全取代传统普通 
照明的话，照明能耗可节省80%，相当于每年6.3 亿吨二氧化碳的排放量。在全 
球能源短缺问题日益突出、节能减排受到广泛重视和人类不断挑战材料物理使 
用极限的背景下，白光有机发光二极管（OLED）以其高性能、低能耗、绿色环保、 
低成本及可实现大面积柔性显示等诸多优点，被业界公认为是信息技术时代最 
具发展前景的高科技领域之一。一方面，它与彩色滤光片结合，可实现全彩色有 
源矩阵显示；另一方面，它本身就是一种理想的新型绿色照明光源。因此，发展 
白光有机发光二极管，既为实现新一代先进显示技术和固体照明提供崭新途径， 
又对节约能源、带动传统材料发展和新型制造业升级具有巨大的推进作用。 
目前OLED 已在手机等小尺寸屏幕显示领域应用，在大尺寸电视和照明方 
面的发展潜力也得到业界的广泛认可。不过，整个OLED 市场总体仍处于初始 
阶段。作为平板显示，OLED 亮度只需100～300cd/cm2就可以应用。但是，在 
照明用途中，亮度至少要达到1000～3000cd/cm2。因此，对OLED 材料的效率 
与寿命也必将提出更高的要求。OLED 发光效率的提高意味着功耗的降低，未 
来若想得到大规模应用，与现有照明技术进行竞争，提高OLED 效率、开发低成 
本制造工艺和低成本的材料显得尤为关键。OLED 属于新兴技术，在材料开发 
方面还存在诸多可以提升的空间，例如，材料的低成本、高效率和长寿命均是重 
要的研究方向。只有持续改良现有材料，同时开发新材料，寻找兼具高性能与低 
成本的解决方案，才能加速推动OLED 的全面产业化。 
由于磷光电致发光既能利用单重态激子的能量，也能利用三重态激子的能 
量，因此有机电致磷光能获得理论上100%的内量子效率，是传统荧光电致发光 
的4 倍。为了获得高效率的电致磷光器件性能，通常将磷光重金属配合物作为 
客体掺杂到合适的有机主体材料中，以避免浓度淬灭和三重态-三重态湮灭。 
因此，开发新的主体材料具有十分重要的意义。 
 
高效有机电致磷光双极主体材料的合成与性能 
本书从材料分子设计的角度介绍了一系列具有双极载流子传输性能的主体 
材料，探讨化合物的分子结构与材料热稳定性、光物理性能和电化学性能等之间 
的关系，重点研究了化合物在电致磷光器件中作为主体材料的性能，获得了几种 
具有潜在应用价值的有机电致发光新材料。

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在线试读部分章节

有机电致发光是近20 年来研究得最多的一种显示技术，被业界公认为可能
替代液晶的、未来最有希望的平板显示技术之一。与液晶相比，有机电致发光器
件具有超薄、自发光、视角宽、响应快、发光效率高、温度适应性好、生产工艺简
单、驱动电压低、能耗低、成本低等特点，其发光层由几十纳米的有机分子薄膜构
成，显示器件的厚度也只有几毫米。

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