新型磷光OLED主客體材料的設(shè)計(jì)合成及性能研究.pdf

1、基于有機(jī)電致發(fā)光二級(jí)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(diǎn)。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(gè)重要因素。其中，有機(jī)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(duì)磷光OLED的效率和

2、壽命起著決定性的作用。因此，人們對(duì)性能優(yōu)異的 OLED關(guān)鍵材料的研發(fā)始終都沒(méi)有停止過(guò)。本論文主要圍繞 OLED發(fā)光層材料展開(kāi)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(duì)目前藍(lán)光OLED磷光摻雜材料是制約OLED技術(shù)發(fā)展的瓶頸問(wèn)題，合成了一類新型的藍(lán)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(shí)設(shè)計(jì)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?jī)?nèi)容如下：
　　1.將具有高空穴傳輸性能的咔唑基團(tuán)和具有良好電子傳輸性能的三氮唑基團(tuán)通過(guò)化學(xué)手段連接組合，合成得到了四個(gè)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(jí)(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(shí)驗(yàn)表明此類主體材

4、料在對(duì)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(lán)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(lán)光PHOLED器件的電流發(fā)光效率最高分別達(dá)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(jì)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(shí)可以有效改善材料電子傳輸性能的膦氧基團(tuán)通過(guò)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(shí)驗(yàn)表明此類主體材料在對(duì)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(shí)具有很高的三線態(tài)能量值(ET:3.06 eV)，適合作為藍(lán)光PHOLED的主體材料，進(jìn)一步的

6、器件性能表征也證實(shí)該三元體系雙極性主體材料對(duì)藍(lán)光 PHOLED器件表現(xiàn)出很好的性能，相應(yīng)的藍(lán)光 PHOLED器件的電流發(fā)光效率最高達(dá)到了41.6 cd/A，同時(shí)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(shí)驗(yàn)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(gè)以苯基咪唑同系物作為配體的藍(lán)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(lán)光磷光客體材料。同時(shí)對(duì)它們作為PHOLED器件的客體摻雜材料進(jìn)行了器件方面的表征，結(jié)果顯示其應(yīng)用于藍(lán)光PHOLED器件的電流效率最高達(dá)到了61.5 cd/A（EQE23.1%），是目前為止報(bào)道的均配的藍(lán)光金屬銥PHOLED器件中效率最高的。通過(guò)研究配體的位阻效應(yīng)和電子效應(yīng)對(duì)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(jì)新型高效、穩(wěn)定、深藍(lán)發(fā)射的磷光摻雜材料提供了一種研究思路。
　　4.通過(guò)在吸電子的三氮唑基團(tuán)上引入可

8、以改善材料電子傳輸性能的二苯基膦氧基團(tuán)，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(duì)它們的結(jié)構(gòu)進(jìn)行了表征，并對(duì)該材料的光物理和電化學(xué)性質(zhì)以及器件性能進(jìn)行了表征。通過(guò)二苯基膦氧基團(tuán)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(guò)電子的單載流子器件比較實(shí)驗(yàn)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