三(8-羟基喹啉)铝(Alq3)发光性能的调控(2)

三(8-羟基喹啉)铝(Alq3)是有机电致发光器件的基础材料。本文评述了如何通过分子的化学修饰和聚集态结构的改变来调控其发光光谱,提高发光效率。这将为开发高性能的有机电致发光材料及器件提供参考与依据。

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[7,16]，因此可以预测：在酚环上引入吸电子基团，将使HOMO能级下降，HOMO-LUMO带隙变宽，发光光谱蓝移；而引入推电子基团，则使HOMO能级上升，带隙变窄，发光光谱产生红移。在吡啶环上的情况正好相反，引入吸电子基使光谱红移而推电子基使光谱蓝移。基于上述理论分析，用氮原子取代8-羟基喹啉4位和5位上的碳原子，荧光光谱分别红移和蓝移了60和90 nm[17,18]。Hopkins[11]等人在8-羟基喹啉的5位引入吸电子的磺胺基团（S5q），形成的

[13]nm左右，但是这种材料不能通过真空沉Alq3衍生物（AlS5q3）在固态下荧光光谱蓝移到500 积成膜，和PVK共混旋涂制备的单层发光器件效率很低。Kido研究了4位甲基取代的8-

2nm，和Alq3羟基喹啉铝AlM4q3，用其制备的器件ITO/TPD/AlM4q3/Mg:Ag的最大发射峰在506 相比有大约20 nm的蓝移，在外加偏压14 V的时候发光强度达到26000 cd/m，外量子效率

达到2.5%，Kido认为是甲基的推电子性质使光谱蓝移。后来Kido

2[14]用AlM4q3和香豆素-6掺杂制备的发光器件的发光强度高达140000 cd/m，外量子效率高达7.1%，Kido认为其中存

在三重态的衰减过程。之后，Yu[15]等人制备了2,3位二甲基取代的8-羟基喹啉（M23）配体，和铝生成的配合物AlM23q3的电致发光发光谱的最大值在470 nm，可用作蓝光材料。由于电子亲和势比Alq3略低，因而需要较大的启动电压，这可以通过引入LiF层来解决。前面的这些研究似乎都证明取代基规则的适用，但是对另一些体系并不适用。Matsumura[12]研究了几种5位取代的Alq3， 发现在8-羟基喹啉的5位引入吸电子基团F、Cl反而使发光谱有红移，作者并没有很好的解释原因。通过前人的研究至少可以肯定的是：通过引入取代基来调控Alq3的发光光谱是可行的。Pohl[19,20]的研究也证实了这一点。 R54

R3

OR27R6R5

R4

3R6R7R2R3R4R5R6R7R2

AlS5q3: R5=SO2R, R为哌啶, R2=R3=R4=R6=R7=H

AlM4q3: R4=CH3, R2=R3=R5=R6=R7=H

AlM23q3: R2=R3=CH3, R4=R5=R6=R7=H

图1 几种取代的三（8-羟基喹啉）铝的分子结构式

Pohl[19]合成了一系列三（8-羟基喹啉）铝的衍生物，在8-羟基喹啉的5位引入不同的吸电子和推电子的芳炔基团来调控Alq3的发光。其荧光光谱范围可以扩展到520～610 nm，并且和Alq3相比，这些衍生物在一些普通溶剂如二氯甲烷、THF、DMSO中有较好的溶解性。之后Pohl[20]又合成了一系列5位芳基取代的Alq3衍生物（图2），其荧光光谱范围可以扩展为490～612 nm，并且取代基的不同也直接影响其荧光量子效率。另外这些材料有良好的 - 2 -

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