新型磷光OLED主客體材料的設(shè)計合成及性能研究.pdf

1、基于有機電致發(fā)光二級管（OLED）的新型顯示和照明技術(shù)，具有巨大的應(yīng)用潛力，已經(jīng)成為學(xué)術(shù)界和產(chǎn)業(yè)界關(guān)注的焦點。與熒光OLED相比，磷光OLED由于具有更高的發(fā)光效率而成為OLED技術(shù)研究和發(fā)展的主流方向。在磷光OLED器件中，除了器件結(jié)構(gòu)外，OLED關(guān)鍵材料是影響OLED器件性能的另一個重要因素。其中，有機層材料（主要包括空穴傳輸層材料、電子傳輸層材料和發(fā)光層材料）尤其是發(fā)光層材料（包括主體材料和客體摻雜材料）往往對磷光OLED的效率和

2、壽命起著決定性的作用。因此，人們對性能優(yōu)異的 OLED關(guān)鍵材料的研發(fā)始終都沒有停止過。本論文主要圍繞 OLED發(fā)光層材料展開研究，發(fā)展了一類新型的三氮唑/咔唑二元體系的雙極性主體材料和一類新型的三氮唑/咔唑/膦氧三元體系的雙極性主體材料；針對目前藍光OLED磷光摻雜材料是制約OLED技術(shù)發(fā)展的瓶頸問題，合成了一類新型的藍光苯基咪唑環(huán)金屬銥磷光摻雜材料,并研究了其相應(yīng)的器件性能；同時設(shè)計合成了一類新型的三氮唑/膦氧二元體系的電子傳輸材料。

3、具體研究內(nèi)容如下：
　　1.將具有高空穴傳輸性能的咔唑基團和具有良好電子傳輸性能的三氮唑基團通過化學(xué)手段連接組合，合成得到了四個三氮唑/咔唑二元體系的雙極性主體材料。研究結(jié)果表明這些新型主體材料具有寬帶隙(Eg:3.29–3.52 eV),高的三線態(tài)能級(ET:2.56–2.76 eV),高的熱穩(wěn)定性(Td:426–454度),高的玻璃化溫度(Tg:116–156°C)以及優(yōu)異的成膜性能?？昭ê碗娮拥膯屋d流子器件實驗表明此類主體材

4、料在對空穴和電子傳輸方面都表現(xiàn)出了較好的平衡性，是一類新型的雙極性主體材料。該系列主體材料制作的綠光和藍光 PHOLED器件在啟亮電壓和效率方面都比傳統(tǒng)的主體材料(如 CBP和 mCP)制作的相應(yīng)器件表現(xiàn)出了更好的性能，綠光和藍光PHOLED器件的電流發(fā)光效率最高分別達到了32.7 cd/A和21.1 cd/A。并且此系列主體材料所表現(xiàn)出的構(gòu)效之間的規(guī)律性關(guān)系也為其它新類型主體材料的設(shè)計提供了有益的參考。
　　2.將具有良好的電子

5、傳輸和空穴阻擋能力的三氮唑單元、具有高三線態(tài)能量高空穴傳輸能力的咔唑單元以及具有可以有效的阻斷π共軛體系保持材料高三線態(tài)能量同時可以有效改善材料電子傳輸性能的膦氧基團通過化學(xué)手段連接組合，合成得到了三氮唑/咔唑/膦氧三元體系雙極性主體材料。空穴和電子的單載流子器件實驗表明此類主體材料在對空穴和電子傳輸方面表現(xiàn)出了很好的平衡性，具有雙極性特性，同時具有很高的三線態(tài)能量值(ET:3.06 eV)，適合作為藍光PHOLED的主體材料，進一步的

6、器件性能表征也證實該三元體系雙極性主體材料對藍光 PHOLED器件表現(xiàn)出很好的性能，相應(yīng)的藍光 PHOLED器件的電流發(fā)光效率最高達到了41.6 cd/A，同時該主體材料應(yīng)用于橙光和綠光 PHOLED器件也表現(xiàn)出了比較好的器件性能。實驗結(jié)果表明此主體材料是一種具有一定普適性的雙極性主體材料。
　　3.研究了四個以苯基咪唑同系物作為配體的藍光環(huán)金屬銥磷光配合物的光物理和電化學(xué)性質(zhì)，該系列磷光材料具有很高的量子產(chǎn)率（348%），是一類

7、很好的藍光磷光客體材料。同時對它們作為PHOLED器件的客體摻雜材料進行了器件方面的表征，結(jié)果顯示其應(yīng)用于藍光PHOLED器件的電流效率最高達到了61.5 cd/A（EQE23.1%），是目前為止報道的均配的藍光金屬銥PHOLED器件中效率最高的。通過研究配體的位阻效應(yīng)和電子效應(yīng)對配合物性能的影響，總結(jié)出構(gòu)效之間的規(guī)律性關(guān)系，為設(shè)計新型高效、穩(wěn)定、深藍發(fā)射的磷光摻雜材料提供了一種研究思路。
　　4.通過在吸電子的三氮唑基團上引入可

8、以改善材料電子傳輸性能的二苯基膦氧基團，合成得到了三氮唑/膦氧類電子傳輸材料。利用核磁共振、質(zhì)譜等對它們的結(jié)構(gòu)進行了表征，并對該材料的光物理和電化學(xué)性質(zhì)以及器件性能進行了表征。通過二苯基膦氧基團的引入，該材料在玻璃化溫度以及電子的傳輸性能方面都表現(xiàn)出比結(jié)構(gòu)相似的傳統(tǒng)電子傳輸材料TAZ明顯的提高。通過電子的單載流子器件比較實驗表明，在相同的電壓下，該材料具有比傳統(tǒng)電子傳輸材料TPBI、BCP和TAZ更高的電流密度值，表現(xiàn)出更好的電子傳輸性