基于芴和咔唑为核心的星状化合物在有机紫外发光二极管中的应用

紫外光源在工农业生产及日常生活中应用广泛，但目前使用的气态紫外光源主材料毒性大，存在二次污染，器件使用不便且易碎，一直是光电子领域中有待攻克的难题。本项目研究的紫外有机发光二极管具有环保、低成本、易大面积制作、易与柔性基底集成等优点，可弥补目前紫外光源的不足。该项目用苯、芴和咔唑核星状化合物分别作为280至330纳米、320至370纳米及360至400纳米波段的发光材料，研究低成本、大面积制备280至400纳米波长的紫外有机发光二极管的方法。本项目用增加星状化合物的分子量和增强分子刚性的手段，提升材料的稳定性。用分子内引入空间位阻基团来减少咔唑、芴与苯结构之间的重叠以及用四面体碳原子或硅原子将咔唑、芴与苯结构隔开等手段来缩短分子的共轭结构，扩大材料的禁带宽度，缩短发光波长，使目前紫外有机发光二极管的最短发光波长由370纳米逐步向280纳米方向拓展，为紫外光源的研究提供一条新的途径。

紫外光源在工农业生产及日常生活中应用广泛，但目前使用的气态紫外光源主材料毒性大，存在二次污染，器件使用不便且易碎，光衰大，寿命短，一直是光电子领域中有待攻克的难题。本项目研究的紫外有机发光二极管具有环境友好、低成本、易大面积制作、易与柔性基底集成的优点，可弥补目前紫外光源的不足。该项目的实施共完成了以下内容：.A、用咔唑核星状化合物作为360至400纳米波段的发光材料来研究低成本制备有机近紫外有机发光二极管。建立了基于咔唑为核心的9-烷基-1,3,6,8-四芳基咔唑衍生物的有效合成方法，并对目标化合物进行结构、光物理性质和器件性能等表征，探索以这类化合物来构造紫外-近紫外有机发光二极管的方法。研究结果表明合成的21个9-烷基-1,3,6,8-四芳基咔唑衍生物表现优越的紫外-蓝紫色发光性能（λemmax=387-419nm），具有非常高的色纯度（溶液、薄膜、器件的发光光谱峰相似，半峰宽43-54nm范围），高的荧光量子效率（ФPL = 18 -90%），高的热稳定性和玻璃化转变温度（Td均大于320oC;部分化合物Tg达到199oC），部分化合物器件物理性能表征（外量子效率达3.4%）说明这类材料是一类性能优异的紫外发光材料。获得发明专利授权1项，发表相关研究论文5篇。.B、用芴和苯作为结构单元，通过引入位阻基团使芴和苯共轭单元之间发生扭曲、扩大材料的禁带宽度、缩短发光波长来构筑的320至370纳米波段的紫外发光材料，研究低成本制备320至370纳米波长的紫外有机发光二极管的方法。研究了基于芴和苯为核心的化合物的能隙与分子结构之间的关系，建立了基于芴和苯为核心的化合物的有效合成方法，并对目标化合物进行结构、光物理性质和部分器件性能等表征，初步探索了构造320至370纳米波长紫外有机发光二极管的方法，为紫外有机发光二极管的发光波长逐步向短波长方向拓展研究提供一条新的途径。.C、本项目还初步探索了基于1,10-邻菲啰啉为核心的化合物和含1,8-萘酰亚胺衍生物作为电子注入与传输材料在紫外发光器件中的应用，研究了Cs2CO3作为OLED阴极界面材料对器件光电性能的影响。申请发明专利2项，获授权专利1项，发表论文相关论文9篇。