高效单发光层有机电致白光器件的制备与分光特性

以N, N′-二苯基-N, N′-二(1,1′-联苯)-4,4′-二胺(NPB) 为空穴传输材料, 4,7-二苯基-1,10-邻菲罗林(BPhen)为电子传输材料, 以2-叔丁基-9,10-二-(2-萘基)蒽(TADN)为主体材料, 掺杂红光染料4-二氰亚甲基-2-叔丁基-6-(1,1,7,7-四甲基久咯呢定基-9-烯基)-4H-吡喃(DCJTB), 制备了单发光层有机电致发光白光器件, 器件的最高亮度和效率分别为11400 cd/m²和5.6 cd/A (4.1 lm/W). 在此基础上, 研究了白光器件通过彩色滤色膜的分光特性.     

1,2,4-三嗪类化合物的研究 Ⅳ.——N-[5′-(3′-甲硫基-6’-甲基)-1,2,4-三嗪基]-吡啶嗡盐的置换反应

氯化N-[5′-(3′-甲硫基-6′-甲基)-1,2,4-三嗪基]-吡啶嗡盐(Ⅰ)在吡啶中于室温通入硫化氢,或与用硫化氢饱和的硫氢化钠溶液反应,都得到了3-甲硫基-5-巯基-6-甲基-1,2,4-三嗪(Ⅱ),熔点178—179℃;于较高温度通入硫化氢进行反应,得3,5-二巯基-6-甲基-1,2,4-三嗪,熔点217—218℃。二者均可于氢氧化钠溶液中与碘甲烷作用,得到3,5-二甲硫基-6-甲基-1,2,4-三嗪,熔点78—79℃。化合物(Ⅰ)在吡啶水溶液中与邻甲苯酚、苯酚、邻     

分子内能量传递的研究——不同受体对能量传递的影响

继对ω-对联苯基多亚甲基羧酸4-[5′-对联苯基噁唑基-2′]苄酯的分子内能量传递的研究之后,我们又合成了一系列新的分子内双荧光团化合物,2-对联苯基甲基-5-对联苯基-1,3,4-噁二唑,2-(4′-对联苯基甲基)苯基-5-对联苯基-1,3-噁唑,2-(4′-对联苯基甲基)苯基苯并噁唑和2-对联苯基-5-对联苯基甲基苯并噁唑,以及它们的模型化合物。在合成的四个     

有机电致发光化合物及其金属配合物的合成及发光性质

合成了2,2′-(1,4-苯基二乙烯基)双-3,3-二甲基二氢吲哚(1), 2,2′-(1,4-苯基二乙烯基)双-苯并噁唑(2), 2,2′-(1,4-苯基二乙烯基)双-苯并噻唑(3), 4,4′-(1,4-苯基二乙烯基)双-喹啉(4), 2,2′-(1,4-苯基二乙烯基)双-喹啉(5), 2,2′-(1,4-苯基二乙烯基)双-1,3,3-三甲基二氢吲哚盐酸盐(6), 2,2′-(1,4-苯基二乙烯基)双-1-氢-3,3-二甲基二氢吲哚盐酸盐(7), 2,2′-(1,4-苯基二乙烯基)双-8-乙酰氧基喹啉(8), 2,2′-(1,4-苯基二乙烯基)双-8-羟基喹啉(9)及9的铝配合物(10)和锌配合物(11). 测定了化合物6的晶体结构. 研究了合成化合物的电致发光性质. 化合物1的最大发光波长为575 nm, 阳离子型发光化合物最大发光波长红移至607 nm (6)和611 nm (7). 化合物9的最大发光波长为567 nm, 桥联多核金属配合物最大发光波长红移至605 nm (10)和610 nm (11). 研究结果表明: 通过改变分子结构, 改变分子上的电子分布, 从而改变其发光性质, 使发光波长发生较大位移. 热分析显示金属配合物10和11比有机化合物分子具有更高的热稳定性, 作为电致发光材料, 其可使用温度范围更大.     

氟助色团对芴类分子电致发光材料的光电性能影响

利用紫外-可见光吸收光谱和荧光发射光谱, 比较了共轭结构芴类小分子有机材料2,3-bis(9,9-dihexyl-9H-fluoren-2-yl)quinoxaline(Py), 2,3-bis(9,9-dihexyl-9H-fluoren-2-yl)-6,7-difluoroquinoxaline(F2Py)和 2,3-bis(9,9-dihexyl-9H-fluoren-2-yl)-5,6,7,8-tetrafluoroquinoxaline(F4Py)的光谱特性; 选用N,N'-Di-[(1-naphthalenyl)-N,N'-diphenyl]-(1,1'-biphenyl)-4,4'-diamine(NPB)材料作为空穴传输层, 利用真空蒸镀方法制备了双层有机电致发光器件(organic light-emitting device, OLED), 研究了其电致发光特性, 进而讨论了增加氟助色团对芴类有机小分子光电性能的影响. 结果表明, 随着氟取代基的增加, 材料薄膜状态的吸收谱和荧光光谱均发生了红移. 器件方面, Py在5 V驱动电压下发出508 nm的蓝绿光, 色坐标为(0.23, 0.43), 半峰宽为100 nm; 器件启动电压(定义为当亮度达到1 cd/m²的驱动电压)为4.8 V; 在10 V驱动电压下, 亮度达到129 cd/m², 电流密度为59 mA/cm²; 在5.4 V电压下具有最大流明效率0.18 lm/W. F2Py和F4Py在5 V驱动电压下分别发出544 nm的绿光和570 nm的黄光, 色坐标分别为(0.38, 0.56)和(0.44, 0.49), 半峰宽分别为103和117 nm; 器件启动电压分别为4和2 V; 在10 V电压下, 亮度分别为557和3300 cd/m², 电流密度分别为100和880 mA/cm², 分别在7.6 V电压下具有最大流明效率0.22 lm/W和在2 V电压下具有最大流明效率0.53 lm/W.     

螺芴氧杂蒽(SFX)类有机半导体及其OLEDs

一锅法(one-pot method)合成螺环芳烃具有原料易得、锅-原子-步骤经济(PASE)等优势,成为绿色有机半导体的典范.本文回顾了螺环芳烃分子砌块及其应用于电子器件领域的历史,重点论述了以螺芴氧杂蒽(SFX)为代表的螺环芳烃的串联反应,SFX类有机半导体四元分子设计平台与其有机电致发光材料(包括深蓝色荧光有机电致发光二极管(OLEDs)材料、磷光三基色主体材料、磷光客体材料)的研究进展.其中,哑铃型SFX深蓝色荧光OLEDs器件的电流效率、功率效率、外量子效率分别为7.4 cd/A,4.1 lm/W,4.6%;SFX基电致磷光OLEDs的电流效率、功率效率、外量子效率分别为70.0 cd/A,77.0 lm/W,19.2%;同时实现了应用于磷光OLEDs的三基色与白光的单一主体材料.最后,展望了螺环芳烃的绿色合成方法、SFX类OLED显示与照明技术、电子学其他领域及智能器件等方面的可能应用.     

聚合物近红外发光二极管

设计双层器件结构(ITO/PEDOT/P-PPV/PFHDNT/Ba/Al)制备高效率近红外发光二极管, 其中P-PPV为发绿光的苯基取代的PPV衍生物, PFHDNT为近红外发光的9,9-二辛基芴(DOF)与4,7-二(3-己基噻吩)-2,1,3-萘并噻二唑(HDNT)的共聚物(PFHDNT10). 经优化PFHDNT10和P-PPV薄膜厚度, 得到器件的外量子效率高达2.1%(激发电流35 mA/cm²), 流明效率0.3 cd/A, 较单层结构器件的发光效率(0.9%)提高了两倍以上, 发光光谱峰值为750 nm, 色度坐标CIE1931为 (0.67, 0.30), 位于近红外区域. 研究表明, 增强的发光效率主要原因是P-PPV层具有电子阻挡作用及向PFHNDT10共聚物进行了有效能量转移.     

利用有机磁效应探究基于DCJTB电荷转移态发光器件的微观机制

能量转移(energy transfer,ET)和直接电荷捕获(direct charge trapping,DCT)是掺杂型有机发光二极管(organic light-emitting diode,OLED)中两种相互竞争的微观过程.最近研究表明,磁电致发光(magnetoelectroluminescence,MEL)可作为探测OLED中微观机制的有效手段.本文以电荷转移(charge transfer,CT)态材料4-(二氰基亚甲基)-2-叔丁基-6-(1,1,7,7-四甲基久罗尼定基-4-乙烯基)-4H-吡喃(4-(dicyanomethylene)-2-tert-butyl-6-(1,1,7,7-tetramethyljulolidin-4-yl-vinyl)-4H-pyran,DCJTB)为客体,以具有不同三重态激子能量的三(8-羟基喹啉)铝、4,4-二(9-咔唑)联苯(4,4′-bis(N-carbazolyl)-1,1′-biphenyl,CBP)和2,4,6-三[3-(二苯基膦氧基)苯基]-1,3,5-三唑(2,4,6-tris[3-(diphenylphosphinyl)phenyl]-1,3,5-triazine,PO-T2T)为主体制备了3种OLED,并测量了它们的MEL.实验发现器件的MEL都由低场(|B|5 mT)和高场(5 mT≤|B|300 mT)两部分组成,其高场部分均表现为由三重态激子-电荷反应和三重态激子对湮灭导致的随磁场正相关或负相关的MEL.但它们的低场变化则完全不同:Alq3:DCJTB器件表现为主体极化子对(polaron-pair,PP)的系间窜越过程(PPT)导致的正MEL,而CBP:DCJTB器件和PO-T2T:DCJTB器件则表现为客体电荷转移态的反向系间窜越过程导致的负MEL.这两类器件分别对应ET和DCT过程,再加之主体三重态能级的高低对反向系间窜越过程的影响,从而导致不同器件中多变的MEL线型;另外,低温环境更有利于DCJTB中三重电荷转移态参与的反向系间窜越和三重态激子对湮灭过程的发生.本研究工作对基于DCJTB发光器件的内部微观机制有了更深入的理解.     

结构简单的高效蓝色荧光器件

热激活延迟荧光(thermally activated delayed fluorescence,TADF)材料双[4-(9,9-二甲基-9,10-二氢吖啶)苯基]硫砜(DMAC-DPS)在非掺杂型器件中展示了良好的发光特性.本文首先以DMAC-DPS作为器件的发光层,分别对其厚度以及器件的空穴传输层和电子传输层进行了优化,制备了结构简单的非掺杂型高效蓝光器件,其最大外量子效率是14.3%,最大功率效率是26.8 lm W~(-1).荧光器件在稳定性等方面具备显著的优越性且荧光材料已被广泛采用,因此我们进一步以DMAC-DPS为主体材料,蓝色荧光材料2,5,8,11-四-叔-丁基苝(TBPe)为客体材料制备了高效的TADF材料敏化蓝光器件.器件的最大外量子效率为12.7%,最大功率效率为22.9 lm W~(-1).我们的结果表明分别以TADF材料作为发光材料和主体材料可以制备高效蓝色荧光器件,这为结构简单高效蓝光器件的制备提供了一种新的途径.     

双烷氧基单硫代磷酸酯基三嗪衍生物的合成及其作为菜籽油添加剂的摩擦学研究

合成了一系列双烷氧基单硫磷酸酯基三嗪衍生物—— 2, 4-双烷氧基-6-(O,O’-二烷基二硫代磷酸酯)基-s-1,3,5-均三嗪. 在四球摩擦磨损试验机上研究了它们作为菜籽油添加剂的摩擦学性能. 实验结果表明, 该类化合物具有良好的极压性能, 能提高菜籽油的抗磨减摩性能, 是一类性能良好的润滑油添加剂. 用扫描电子显微镜(SEM)和X射线光电子能谱(XPS)仪分析了钢球磨损表面典型元素的化学状态, 结果表明, 在摩擦过程中, 钢球表面形成了一层含硫酸盐、磷酸盐无机膜和含氮的有机膜的复合膜, 这种复合膜是添加剂拥有良好摩擦学性能的主要原因.     

ω-对联苯基多亚甲基羧酸4-(5′-对联苯基噁唑基-2′-)苄酯的分子内能量传递的研究

继2-(ω-联苯基多亚甲基)-5-联苯基-1,3,4-噁二唑双荧光团化合物的合成及对它们的荧光光谱的测定后,我们又合成了几个ω-对联苯基多亚甲基羧酸4-[5′-对联苯基-1,3-噁唑-2′]-苄酯(化合物1—4)及其模型化合物2-对甲苯基-5-联苯基-1,3-噁唑(化合物5):     

1,2,4-三嗪-3,5-二酮及其衍生物的结构研究

从70年代起,核酸碱基的光环合加成反应引起了一些学者的兴趣,氮杂嘧啶碱基的光环合加成研究也正逐步深入。1,2,4-三嗪-3,5-二酮(6-氮杂脲嘧啶)为抑菌剂并具有一定的抗癌作用。我们利用1,2,4-三嗪-3,5-二酮中的碳氮双键与烯烃的碳碳双键进行光环合加成反应,得到一系列带有氮杂环丁烷的新化合物,并发现这种反应具有很好的区域选择性。本文利用~1H、~(13)C和~(15)N核磁共振对1,2,4-三嗪-3,5-二酮及其衍生物进行了较系统的结构鉴定和分析,并探讨了不同取代基的电子效应对衍生物化学位移的影响。     

含双阳离子梳型聚芳醚砜阴离子交换膜的合成与性能

为了提高聚合物阴离子交换膜的电导率、碱稳定性和尺寸稳定性,本研究通过分子结构设计,利用4-氟-2,2,2-三氟苯乙酮、3,5-二甲基苯酚、苯酚为起始原料,经两步有机反应合成了含二甲基苯氧基苯侧基的新型活性双酚单体:1,1-二(4-羟基苯基)-1-(4-(3,5-二甲基苯氧基)苯基)苯基-2,2,2-三氟乙烷(2),并将其与联苯二酚、4,4'-二氟二苯砜经芳香亲核共缩聚、溴代、季铵化反应制备了两类具有梳型结构的聚芳醚砜阴离子交换膜材料(2-PAES-QA-xx和2-PAES-Im-xx).利用核磁共振光谱对制备的活性双酚单体、含甲基结构初始聚芳醚砜、澳化聚芳醚砜及离子化聚合物的结构进行了表征和分析;详细研究了2-PAES-QA-xx和2-PAES-Im-xx膜的吸水率、尺寸稳定性、离子电导率、热稳定性、机械性能、耐碱稳定性等,并进一步比较了不同类型阴离子交换膜(AEM)的结构与性能之间的关系.得到的AEM表现出了较好的综合性能,60℃时膜的OIT电导率分别为35.9～51.6和32.6～44.9 mS/cm.代表性的2-PAES-QA-60和2-PAES-Im-60的OH~-电导率在80℃的4 mol/L NaOH中浸泡336 h后分别保持初始值的79.7%和88.5%.本研究为梳型AEM材料的设计制备提供了新策略.     

1,10-双(1′-苯基-3′-甲基-5′-氧代吡唑-4′-基)癸二酮-[1,10]与1,10-菲绕啉对钪的协同萃取

本文研究了1,10-双(1′-苯基-3′-甲基-5′-氧代吡唑-4′-基)癸二酮-[1,10](H_2A,I)与1,10-菲绕啉(Phen)对Sc(Ⅲ)的协同萃取。用斜率法测定Sc~(3+)(Y~(3+)、La~(3+))/HNO_3·NaNO_3 (μ=0.1)/H_2A-CHCl_3体系中萃合物的组成为REA·HA(RE=Sc~(3+)、Y~(3+)、La~(3+)),其pH_(1/2)分别为0.74-Sc(3+),2.88-Y(3+),3.65-La(3+),这些结果表明,钪与钇和     

芴与二噻基苯并噻二唑共聚物的电致发光和光致发光研究

使用自己实验室合成的9，9－二辛基芴与4，7－二噻基苯并噻二唑系列共聚物（1％ DBT，5％，DBT，10％，DBT，15％DBT，25％DBT），采用双层结构制备了高效率和红色聚合物发光二极管（PLEDs)，器件的外量子效率接近1．4％（15％DBT共聚物），流明效率超过1．0cd/A，最大发光亮度达到3700cd/m^2，电致发光发射光谱峰值位于675nm     

含胸腺嘧啶衍生物作为接枝悬挂基的聚氨酯及其前驱亚胺基聚氨酯的合成

最近,我们用~(13)C-核磁共振技术证实了含核酸碱基衍生物的,具有二级酰胺结构的二元醇化合物及其O,O′-双乙酰氧基衍生物,如N-(β,β′-二羟乙基)-2-(尿嘧啶基-1)丙酰胺(HEUPA),N-(β,β′-二羟乙基)-2-(胸腺嘧啶基-1)丙酰胺(HETPA)及其O,O′-双乙酰氧基衍生物,N-(β,β′-双乙酰氧乙基)-2-(尿嘧啶基-1)丙酰胺(AcOHEUPA)及N-(β,β′-双乙酰氧乙基-2-(胸腺嘧啶基-1)丙酰胺(AcOHETPA),由于酰胺基的C-N键的部分双     

含有核酸碱基二元醇及其O,O-双乙酰氧基衍生物的~(13)C核磁共振谱的研究

一、前言在前文中,我们报道了含有胸腺嘧啶及尿嘧啶基的二元醇单体及其相应的聚酯的合成。这些单体是N-(1′,3′-双羟基-2′-甲基-2′-丙基)-2-(尿嘧啶基-1)丙酰胺(Ia,HMPUPA),N-(1′,3′-双羟基-2′-甲基-2′-丙基)-2-(胸腺嘧啶基-1)丙酰胺(Ib,HMPTPA),     

BPMOPP与1,10-二氮杂菲对钪的协同萃取

双-(1′-苯基-3′甲基-5′-氧代吡唑-4′-基)邻苯是一种以两个吡唑酮为端基联接起来的非环四齿β-二酮类螯合剂,为我们首次合成。钪由于具有亲铁亲石等地球化学性质,资源分散,组分复杂,加之它同其余16个稀土元素性质相近,不仅同稀土元素的分离,而且同非稀土元素的分离都一直是人们注意的课题。BPMOPP比PMBP多一倍的螯合功能团,其pK值(3.76)较PMBP(4.04)小,因此,它能在更高酸介质中萃取金属离子,预测它与1,10-二氮杂菲(Phen)协同萃取钪的pH值会更小,这对易水解的钪的分离提取无疑将会更有利。     

双-[0,0′-(2,2′-联苯基)二硫代磷酸酯]合铜(Ⅱ)配合物的单晶顺磁共振研究

在X波段和室温下测定了用双-[0,0′-(2,2′-联苯基)二硫代磷酸酯]合镍(Ⅱ)(简记为Ni(dtp)_2)稀释的标题化合物(简记为Cu(dtp)_2)的单晶EPR谱。结果表明每个单胞含有两个Cu(dtp)_2分子。在XY平面里     

方酸菁分子中烷基取代基碳链长度对光伏器件活性层形貌的影响

以2,4-双[4-(N,N-二苯氨基)-2,6-二羟基苯基](SQ-H)方酸菁为骨架,通过向氮原子上所连接的4个苯基上引入不同长度的烷基取代基(甲基、乙基、正丁基和正己基),合成了分子SQ-C1/C2/C4/C6,并研究了其分子结构与光电性能的构效关系.研究结果显示,对于基于该骨架的化合物而言,烷基链的增加会使分子的摩尔消光系数降低,同时,分子与PC_(71)BM共混膜的粗糙度及相分离程度逐渐增加.接触角测试结果表明,这一形貌变化的本质是由于随不同长度烷基链(疏水性不同)的引入,改变了原有分子骨架的表面能,从而导致其与受体材料间的表面能差异改变所致.