自组装单分子膜的制备及对OLED阳极修饰作用的研究

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自组装单分子膜(SAM)是成膜分子与固体基底间发生化学反应而自发形成的热力学稳定,分子排列有序的单层膜。具有操作简单、稳定性和取向性好等优点,在有机电子器件和电化学修饰电极等方面具有广泛的应用。本文设计合成一种以TPD为分子主体,硫酯为锚定基团,亚甲基作为桥连基团的新型空穴传输材料TPD-SAc,并将其在金表面形成SAM体系,然后将此SAM体系用于OLED阳极ITO的修饰,以改善无机/有机界面的接触。依次通过Vilsmeier反应、还原反应和光延反应合成TPD-SAc,并对Vilsmeier反应的投料比例、温度、时间等因素以及光延反应的反应体系和投料顺序进行了优化,最终三步反应的总收率为30.8%。TPD-SAc在三乙胺的作用下在金表面形成SAM,通过傅里叶变换红外光谱和X射线光电子能谱研究了SAM的成膜机理,确认了成膜分子和金基底之间S-Au键的形成;通过接触角、原子力显微镜、紫外光电子能谱、电化学测试等方法研究了SAM的物理和电化学性质,SAM的倾斜角约为45o,吸附量为2×10-10 mol·cm-2,金功函数减小0.2 eV,对溶液中的电子转移有明显的影响。制备了三种类型的有机电致发光二极管(OLED)器件,研究了自组装单分子膜和金缓冲层的引入对器件性能的影响。实验表明,经SAM修饰的器件1和金作为缓冲层的器件2较没有阳极修饰的器件3在各方面性能均有一定程度的提高。器件1的亮度(7303.90 cd/m2)较器件2(4315.43 cd/m2)和器件3(4106.14cd/m2)分别提高了1.69倍和1.78倍,器件1的电流效率(8.49 cd/A)较器件2(4.42 cd/A)和器件3(3.70 cd/A)分别提高了1.92倍和2.29倍,并且色坐标的稳定性也得到提高。SAM体系对OLED阳极修饰的显著影响可归因于空穴注入效率的提高。
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