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   芴基藍光材料的長波發射根源及抑制方法

   如上所述,除了蒽基材料,芴基材料是最有潛力的一類藍光材料。這類材料具有優良的熱穩定性、較大的能隙(約為2,90eV)、很強的藍光發射等優點,其固體薄膜的熒光效率通常在ω%~80%。同時,芴基材料在結構上又具有-定可修飾性,通過在芴基團的2、7和9位碳上引人不同取代基,可得到一系列衍生物。但是芴的剛性平面聯苯結構使材料在發光時容易形成分子間激基締合物或芴酮[⒕391劁,甚至上述兩種情況同時存在。

    因而,芴基材料又往往表現出令人頭痛的長波發射現象,影響電致發光器件的EL光譜色純度、效率和光色穩定性。

    芴基材料中基激締合物形成的原因,主要是由于分子中較大的芴平面結構,使兩個芴基團容易靠得很近,進而產生基態與激發態之間的相互作用,形成締合物。R,Lazzaroni等[1411合成了一種9位三苯胺取代的聚芴類衍生物,然后將其和9位不同烷基取代的聚芴進行了比較。借助原子力顯微鏡,他們詳細研究了三種聚合物薄膜聚集態結構的差異。發現,9位不同烷基取代的聚芴膜中形成了纖維狀聚集體,而芳香胺取代的聚芴則形成均一平滑的薄膜。為了進一步直觀了解聚合物鏈間的聚集態結構,他們借助計算模擬的方法,研究了不同側基對共軛高分子鏈段之間肛冗堆積情況的影響。發現烷基取代的聚芴更傾向于形成長程有序的聚集體,后者很容易引起該類藍光材料的長波發射。可見,在芴基材料中引人空間位阻較大的芳香基團,如三苯胺,可以提高芴基材料薄膜的均一性,同時障礙分子聚集態的形成,抑制藍光芴基材料的基于基激締合物的長波發射。

   相對于激基締合物引起芴類藍光材料長波發射的觀點,入們對芴酮引起芴類藍光材料長波發射研究得更充分,結果也更具說服力。一般認為苯環上脂肪烷烴取代基中的叔碳原子比苯環自身碳原子更加穩定。所以在芴類藍光材料中產生芴酮,只能歸結為單體中含少量未烷基化芴,或者芴9位上的脂肪烷烴和9位碳之間鍵的斷裂,它們在光、熱、電、殘留的催化劑或器件電極的作用下被氧氣氧化而產生芴酮。一般地,有機光電功能材料的光致發光過程和電致發光過程有所不同:光致發光過程以光子的遷移交換為主,而電致發光過程則是由于電子和空穴的注入、遷移和復合而發光。相對于光致發光,芴類材料電致藍光的長波發射要顯著得多。E,J。W Li哎

等[14到合成了一系列含少量單烷基化芴的聚合物。借助紫外吸收、熒光發射以及紅外吸收光譜,詳細研究了在電致發光過程中聚合物膜形態的變化。通過實驗,他們發現在器件工作過程中,特別是在空氣氛圍中,聚合物鏈上產生了芴酮。電場下,芴酮既是單線態激子的猝滅劑,也是載流子的陷阱。該聚合物材料中存在由聚芴到芴酮的能量傳遞,由此引起了長波發射。他們提出的聚合物在光、熱、氧氣和電場作用下產生芴酮的過程如圖5.46所示。