K4S561632N-LC75

   芴基蓝光材料的长波发射根源及抑制方法

   如上所述,除了蒽基材料,芴基材料是最有潜力的一类蓝光材料。这类材料具有优良的热稳定性、较大的能隙(约为2,90eV)、很强的蓝光发射等优点,其固体薄膜的荧光效率通常在ω%~80%。同时,芴基材料在结构上又具有-定可修饰性,通过在芴基团的2、7和9位碳上引人不同取代基,可得到一系列衍生物。但是芴的刚性平面联苯结构使材料在发光时容易形成分子间激基缔合物或芴酮[⒕391劁,甚至上述两种情况同时存在。

    因而,芴基材料又往往表现出令人头痛的长波发射现象,影响电致发光器件的EL光谱色纯度、效率和光色稳定性。

    芴基材料中基激缔合物形成的原因,主要是由于分子中较大的芴平面结构,使两个芴基团容易靠得很近,进而产生基态与激发态之间的相互作用,形成缔合物。R,Lazzaroni等[1411合成了一种9位三苯胺取代的聚芴类衍生物,然后将其和9位不同烷基取代的聚芴进行了比较。借助原子力显微镜,他们详细研究了三种聚合物薄膜聚集态结构的差异。发现,9位不同烷基取代的聚芴膜中形成了纤维状聚集体,而芳香胺取代的聚芴则形成均一平滑的薄膜。为了进一步直观了解聚合物链间的聚集态结构,他们借助计算模拟的方法,研究了不同侧基对共轭高分子链段之间肛冗堆积情况的影响。发现烷基取代的聚芴更倾向于形成长程有序的聚集体,后者很容易引起该类蓝光材料的长波发射。可见,在芴基材料中引人空间位阻较大的芳香基团,如三苯胺,可以提高芴基材料薄膜的均一性,同时障碍分子聚集态的形成,抑制蓝光芴基材料的基于基激缔合物的长波发射。

   相对于激基缔合物引起芴类蓝光材料长波发射的观点,入们对芴酮引起芴类蓝光材料长波发射研究得更充分,结果也更具说服力。一般认为苯环上脂肪烷烃取代基中的叔碳原子比苯环自身碳原子更加稳定。所以在芴类蓝光材料中产生芴酮,只能归结为单体中含少量未烷基化芴,或者芴9位上的脂肪烷烃和9位碳之间键的断裂,它们在光、热、电、残留的催化剂或器件电极的作用下被氧气氧化而产生芴酮。一般地,有机光电功能材料的光致发光过程和电致发光过程有所不同:光致发光过程以光子的迁移交换为主,而电致发光过程则是由于电子和空穴的注入、迁移和复合而发光。相对于光致发光,芴类材料电致蓝光的长波发射要显著得多。E,J。W Li哎

等[14到合成了一系列含少量单烷基化芴的聚合物。借助紫外吸收、荧光发射以及红外吸收光谱,详细研究了在电致发光过程中聚合物膜形态的变化。通过实验,他们发现在器件工作过程中,特别是在空气氛围中,聚合物链上产生了芴酮。电场下,芴酮既是单线态激子的猝灭剂,也是载流子的陷阱。该聚合物材料中存在由聚芴到芴酮的能量传递,由此引起了长波发射。他们提出的聚合物在光、热、氧气和电场作用下产生芴酮的过程如图5.46所示。