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咔唑及吲哚[3,2,1-jk]咔唑类化合物的合成及其光电性能研究

咔唑及吲哚[3,2,1-jk]咔唑类化合物的合成及其光电性能研究

引用

作者：田沁烨黑龙江大学

学位级别：硕士

小分子有机光电材料因其可设计性强、原材料种类丰富、易于纯化和价格低廉等优点被广泛应用于下一代显示和照明领域。蓝紫色荧光发射体因其独特的光电特性受到了广泛关注。本论文设计并合成两系列以咔唑或吲哚[3,2,1-jk]咔唑为母核,不... 详细信息

小分子有机光电材料因其可设计性强、原材料种类丰富、易于纯化和价格低廉等优点被广泛应用于下一代显示和照明领域。蓝紫色荧光发射体因其独特的光电特性受到了广泛关注。本论文设计并合成两系列以咔唑或吲哚[3,2,1-jk]咔唑为母核,不同的芳环为外围结构的新型蓝紫色小分子有机光电材料。通过密度泛函理论（DFT）计算基态分子的几何结构和前沿轨道分布并系统的研究它们的光电特性。主要研究内容如下:设计并合成以咔唑为母核,三苯胺和咪唑分别为外围结构的咔唑-三苯胺类衍生物和咔唑-咪唑类衍生物。不同的外围基团导致化合物HOMO-LUMO的分布不同,测量化合物的吸收光谱和发射光谱,咔唑-咪唑类衍生物的吸收光谱和发射光谱相对于咔唑-三苯胺类衍生物均有所蓝移,实现蓝紫色发射。三苯胺基团使化合物对电压敏感,使用咔唑-三苯胺系列衍生物制备电致变色和电致荧光变色器件Ⅰ-3a-d。所有器件都具有优异的电致变色（EC）和电致荧光变色（EFC）性能。-CF3的引入增强了化合物Ⅰ-3d的分子内电荷转移（ICT）特性,使其获得最佳的器件性能,包括最高的PL对比度、最高的色彩对比度、最快切换时间和最好的电化学稳定性。设计并合成以吲哚[3,2,1-jk]咔唑为母核,不同芳基和咪唑分别为外围结构的吲哚[3,2,1-jk]咔唑-三芳基类衍生物和吲哚[3,2,1-jk]咔唑-咪唑类衍生物。吲哚[3,2,1-jk]咔唑使化合物的HOMO-LUMO在原子间交替分布呈现多共振效应,有助于增强荧光发射增加色纯度。外围基团的引入防止由于分子间堆积导致的效率降低,使用吲哚[3,2,1-jk]咔唑-三芳基系列衍生物制备有机发光二极管（OLED）器件Ⅲ-4a-d。EL发射峰位于416 nm-475 nm之间,呈现蓝紫色发射。其中器件Ⅲ-4d表现出最优异的性能,色坐标（CIE）为（0.161,0.097）,最大外部量子效率(EQEmax)为3.87%,最大电流效率(CEmax)为5.137cd/A,最大功率效率(PEmax)为2.603 lm/W,启亮电压为10 V,最高亮度(Lmax)为3454 cd/m2,电阻为19.1 kΩ。

关键词：有机光电材料蓝紫色发射电致变色电致荧光变色有机发光二极管

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