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文檔簡介
1、磷光有機(jī)電致發(fā)光器件(PhOLEDs)和延遲熒光電致發(fā)光器件(TADF-OLED)由于能100%地利用單重態(tài)和三重態(tài)激子,相比傳統(tǒng)熒光器件具有突出的效率優(yōu)勢而成為OLED領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)。典型的PhOLEDs和TADF-OLED均采用主客體材料摻雜的器件結(jié)構(gòu),占發(fā)光層主要成分的主體材料對器件綜合性能起到了決定性作用,因此主體材料與發(fā)光材料同等重要。研究證明,雙偶極主體材料能有效平衡正負(fù)載流子傳輸,不僅有助于提高OLED器件的發(fā)光效率,還能
2、有效減緩效率衰減。然而,目前雙偶極主體材料種類有限,分子設(shè)計(jì)尚無成熟的方法和理論,尤其其中具有電子傳輸功能的n-型基團(tuán)的選擇以及與p-型基團(tuán)的匹配等方面更是挑戰(zhàn)。本文針對這一領(lǐng)域現(xiàn)狀,通過調(diào)節(jié)n-型基團(tuán)的種類、比例、連接方式等因素,設(shè)計(jì)、制備“單n-型”和“雙n-型”兩個類型、共五個系列主體材料,并用于制備高效的PhOLEDs和TADF-OLEDs,研究它們的結(jié)構(gòu)-性質(zhì)-電致發(fā)光性能之間的關(guān)系,具體如下:
(1)含氰基(CN)
3、的“單n-型”主體材料:以CN取代苯基作為電子傳輸基團(tuán),以苯基咔唑作為空穴傳輸基團(tuán),制備o-CzCN、m-CzCN和p-CzCN三種主體材料,通過變換咔唑與中心核鄰、間、對的連接方式,成功調(diào)節(jié)分子的三重態(tài)能級和載流子傳輸能力。其中,以m-CzCN為主體材料、以FIrpic為摻雜客體材料的藍(lán)色磷光器件最大電流效率達(dá)到了46.81 cd A-1(最大外量子效率23.14%);以o-CzCN為主體材料摻雜2CzPN的藍(lán)色延遲熒光器件最大外量子
4、效率達(dá)到了14.98%,高于當(dāng)時2CzPN的文獻(xiàn)最高值13.6%。
(2)含吡唑的“單n-型”主體材料:以吡唑?yàn)閚-型基團(tuán)、以咔唑?yàn)閜-型基團(tuán),同時調(diào)節(jié)鄰間對取代位置以及n-型和p-型基團(tuán)的摩爾比例,設(shè)計(jì)、制備了高三重態(tài)能級的系列雙偶極主體材料o-CzDPz、m-CzDPz、3-CzDPz和mCPDPz,分別應(yīng)用于藍(lán)色和綠色PhOLEDs和TADF-OLEDs。發(fā)現(xiàn)n/p基團(tuán)摩爾比為2∶1最有利于電荷平衡,且間位取代的m-Cz
5、DPz為主體材料的藍(lán)色PhOLED和3-CzDPz為主體材料的綠色PhOLED分別獲得了26.8%和29.0%高外量子效率。更有意義的是,該系列主體材料的綠色TADF-OLEDs效率滾降極低。
(3)含氰基吡啶的“雙n-型”主體材料:以氰基吡啶為“雙n-型”基團(tuán),引入到傳統(tǒng)主體材料mCP骨架的苯環(huán)或咔唑環(huán)上,分別獲得新主體材料m-PyCNmCP和3-PyCNmCP,并將它們應(yīng)用于綠色PhOLEDs中,分別獲得了2.01 V和2
6、.27 V的啟亮電壓(對應(yīng)于1 cd m-2的亮度)和101.4 lm W-1和119.3 lm W-1的功率效率。啟亮電壓都低于以Ir(ppy)3為客體材料的綠光器件的最低理論電壓2.4 V,且2.01 V接近迄今Ir(ppy)3器件的最低啟亮電壓1.97 V。
(4)含吡唑吡啶的“雙n-型”主體材料:以吡唑吡啶為“雙n-型”電子傳輸基團(tuán),制備雙偶極主體材料o-CzPyPz、m-CzPyPz和p-CzPyPz,通過改變分子鄰
7、間對的連接方式,調(diào)節(jié)分子的三重態(tài)能量和電荷傳輸能力等性質(zhì)。以m-CzPyPz為主體材料的藍(lán)色磷光器件獲得了49.1 cd A-1(24.5%)的最大效率和低的效率滾降;以p-CzPyPz為主體材料的綠色磷光器件獲得了91.8 cd A-1(27.3%)的最大效率。以m-CzPyPz和p-CzPyPz為主體材料的藍(lán)橙二元白光器件分別獲得了57.8 cd A-1(23.6%)和60.7 cd A-1(23.1%)的效率。
(5)含
8、二苯膦酰基吡啶的“雙n-型”主體材料:以二苯膦?;〈倪拎椤半pn-型”基團(tuán),引入到mCP骨架的不同位置,制備兩種雙偶極主體材料m-PyPOmCP和p-PyPOmCP。與只含吡啶的參比分子PymCP以及文獻(xiàn)上將n-型基團(tuán)連接在p-型基團(tuán)上相比,采用二苯膦?;瓦拎椤半pn-型”基團(tuán),并將“雙n-型”基團(tuán)直接連接,不僅有效降低分子的LUMO能級,同時也保證了較高的HOMO能級,因而同時促進(jìn)正負(fù)載流子的注入和傳輸。以m-PyPOmCP為主
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