【摘要】：近年來,具有紅光發(fā)射的熒光材料在平板顯示,熒光傳感器,光伏電池,熒光探針和生物成像等諸多領(lǐng)域的潛在應(yīng)用被越來越多的研究者們所關(guān)注。例如在平板顯示領(lǐng)域,它是電致發(fā)光的三基色之一;在生物成像領(lǐng)域,它擁有長波長激發(fā),強光穿透能力和較大的Stokes位移等其他材料不可比擬的優(yōu)越性,能在低生物毒性下達到深度成像的研究目的。然而紅光以及近紅外材料禁帶寬度很窄,非輻射躍遷速率較綠光、藍光材料明顯加快,所以紅光材料的熒光效率普遍都偏低,并且在聚集態(tài)時,分子間強的偶極-偶極作用會進一步猝滅其熒光效率,這對電致發(fā)光非常不利,因此開發(fā)新型、高效的紅光材料具有重要的現(xiàn)實意義。本論文選取苯并噻二唑和反式二氰基乙烯二噻吩兩類含硫雜環(huán)化合物,作為受體單元,設(shè)計合成了兩種D-A-D型近紅色有機熒光材料,系統(tǒng)地研究了它們的電致發(fā)光性能,并對其生物應(yīng)用進行了初步探索。為開發(fā)出這樣兩類具有高效率的有機近紅外熒光分子,開展了以下幾方面的工作:1.選用高效率受體苯并噻二唑與修飾后的吩噻嗪衍生物給體單元連接,得到一種高熒光效率的紅光材料TBPPTZ,固態(tài)薄膜的發(fā)射峰位于660 nm,熒光效率為29%,利用不同溶液的紫外-可見吸收和熒光發(fā)射光譜研究了聚集行為,表明產(chǎn)物具有明顯的電荷轉(zhuǎn)移和聚集誘導(dǎo)發(fā)光性質(zhì),以TBPPTZ作為發(fā)光層制備的摻雜電致發(fā)光器件性能優(yōu)異,擁有較高的最大外量子效率和較低的開啟電壓和器件滾降,在同類光色的紅光器件中,處于國際較好水平。2.引入噻吩基團對紅光材料TPATCN的帶隙調(diào)節(jié),實現(xiàn)對材料發(fā)光行為的調(diào)控,我們成功地得到一種近紅光材料TPATHCNE,固態(tài)粉末發(fā)射峰由修飾前材料的670nm紅移至736 nm的近紅外區(qū)域。通過對其光物理、熱學(xué)和電學(xué)等性質(zhì)研究,發(fā)現(xiàn)雜原子硫元素的引入能很好地降低帶隙,但也會淬滅熒光降低固態(tài)發(fā)光效率,非摻雜器件的最大亮度為210 cd m~(-2),最大外量子效率為0.199%,在相同光色的紅光器件中性能表現(xiàn)良好。3.用TPATHCNE與牛血清蛋白制成的納米顆粒培養(yǎng)酵母細胞,初步判斷該納米顆粒能被細胞吞噬,DLS分布和Zefa電位測試數(shù)據(jù)表征納米顆粒具有良好的成粒性和生物穩(wěn)定性,表明該近紅外材料具有生物成像的潛在應(yīng)用價值。
【圖文】：

1.1 有機電致發(fā)光簡介1.1.1 有機電致發(fā)光的發(fā)展歷程有機電致發(fā)光二極管（Organic Light-Emitting Diode, OLED）的研究始于上世紀 60 年代，Pope M 和 Visco R E 研究組[1, 2]用直流電在單晶蒽兩側(cè)加壓時，發(fā)現(xiàn)有藍光發(fā)射。到八十年代，國際上開始了有機電致發(fā)光與器件的研究熱潮，但直到 1978年美國柯達公司的鄧青云博士開發(fā)出三明治結(jié)構(gòu)有機雙層薄膜電致發(fā)光器件，才標(biāo)志著有機電致發(fā)光領(lǐng)域步入實用化階段[3, 4]。在 1990 年，Bradley D D C 和 Friend R H報道了高分子電致發(fā)光的現(xiàn)象后，進入了高分子顯示技術(shù)時代[5]。如今，OLED 以其高分辨、高速度、寬視角、全色彩，以及輕便，平薄、便攜、低功耗等優(yōu)點，成為新一代顯示技術(shù)的集大成者。2017 年 10 月中國華為公司開了 Mate10 全屏 OLED 智能手機的發(fā)布會，，這是我國首家在自家旗艦手機上使用 OLED 技術(shù)，打破了韓國三星手機 OLED 技術(shù)的壟斷地位，目前已達到 4K 甚至 8K 的超高清分辨率水準(zhǔn)。

圖 1-2 三層結(jié)構(gòu) OLED 的發(fā)光原理圖入層；HTL.空穴傳輸層；EML.發(fā)光層；ETL.電子傳輸層；EIL過程具體分為以下五部分：：在外加電場的作用下，電子和空穴分別從陰極和陽極薄膜層注入。：注入的電子和空穴分別通過電子傳輸層和空穴傳輸層：電子和空穴復(fù)合產(chǎn)生激子。激子在電場作用下遷移，將能量傳遞給發(fā)光分子，并激。發(fā)態(tài)能級通過輻射躍遷回到基態(tài)，產(chǎn)生光子，釋放能量OLED 發(fā)光是由電能向光能的能量轉(zhuǎn)換過程，器件核心層均是為發(fā)光層匹配的，故選擇合適的發(fā)光材料至關(guān)重
【學(xué)位授予單位】：燕山大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：O626

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2 周曉春;;使用新型SrS熒光粉薄膜的白色電致發(fā)光器件[J];發(fā)光快報;1988年05期

3 邸建華;;ZnS:Mn電致發(fā)光器件中摻雜劑系統(tǒng)的受激態(tài)相互作用[J];發(fā)光快報;1988年06期

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本文編號：2701644