基于菲并咪唑的藍(lán)色熒光材料的合成及其性能研究.pdf

1、OLED全彩顯示需要紅、藍(lán)、綠三原色材料，藍(lán)光材料一直是最薄弱的環(huán)節(jié)，雖然應(yīng)用磷光材料可以獲得高效的藍(lán)光器件，但成本高，光色差，高亮度下效率滾降嚴(yán)重，器件穩(wěn)定性較差。藍(lán)光熒光材料則具有合成提純簡(jiǎn)單，光色可以到深藍(lán)甚至紫外，高電流密度下效率滾降低等特點(diǎn)。含咪唑類(lèi)的基團(tuán)廣泛應(yīng)用于有機(jī)發(fā)光材料的設(shè)計(jì)中，如苯并咪唑基團(tuán)修飾后作為電子傳輸材料、電子型主體、雙極性主體和熒光發(fā)光材料等，當(dāng)其作為主體和發(fā)光材料時(shí)，采用強(qiáng)拉電子基團(tuán)使分子具有較低的HOM

2、O能級(jí)，阻礙了載流子注入，導(dǎo)致高開(kāi)啟電壓，效率偏低。本論文選用的全芳香基菲并咪唑單元，具有較高共軛程度的芳香結(jié)構(gòu)，并結(jié)合氮雜環(huán)的特點(diǎn)，可以在一定程度上解決載流子注入，是一類(lèi)很有潛力的一類(lèi)發(fā)光和傳輸材料基元。研究在菲并咪唑的不同位置橋連不同熒光生色基團(tuán)或改性修飾后，材料對(duì)有機(jī)發(fā)光二極管性能的影響及相應(yīng)機(jī)理。通過(guò)調(diào)整發(fā)光基團(tuán)橋聯(lián)位置(第二，三章)、增加分子間空間位置減少堆積（第四章）、減小菲并咪唑的共軛程度（第五章）、控制分子對(duì)稱(chēng)結(jié)構(gòu)（第六

3、章）和供體-連接-受體橋聯(lián)（第七章），制備了一系列基于菲并咪唑基團(tuán)的高效藍(lán)光熒光材料，為設(shè)計(jì)與合成高性能的藍(lán)色熒光電致發(fā)光器件進(jìn)而得到熒磷混合白光器件探索切實(shí)可行的途徑。
　　2-(4-溴苯基)-1-苯基-1H-菲并[9,10-d]咪唑與不同的熒光發(fā)光基團(tuán)橋連，形成具有寬單重態(tài)能隙、高量子效率和合適HOMO能級(jí)的藍(lán)光熒光化合物，并以真空蒸鍍法制備熒光發(fā)光器件。其熱穩(wěn)定性較好(Td>410℃)，部分非摻雜器件最大電流效率與功率效率分

4、別可達(dá)4.65 cd/A，3.18 lm/W(2-NaCPI), CIE(0.1505，0.1565)。當(dāng)作為天藍(lán)光摻雜劑的主體時(shí)，其最大電流效率與功率效率可達(dá)12.97 cd/A，5.97 lm/W(ACPI), CIE(0.153，0.329)。同時(shí)發(fā)現(xiàn)C1位橋連熒光基團(tuán)的化合物HOMO與LUMO重疊，均具有高熒光量子效率。以上結(jié)果證明：C1位橋連熒光發(fā)光基團(tuán)是一種有效的途徑獲得高效藍(lán)光器件；
　　1-(4-碘苯基)-2-苯基

5、-1H-菲并[9,10-d]咪唑?yàn)榕c不同的熒光發(fā)光基團(tuán)橋連，形成具有寬單重態(tài)能級(jí)的藍(lán)光熒光化合物并以熱蒸鍍法制備熒光發(fā)光器件。其熱穩(wěn)定性較好(Tg>115℃)，部分非摻雜器件最大電流效率與功率效率分別可達(dá)4.99 cd/A(PNPI), CIE(0.153,0.174)。當(dāng)作為天藍(lán)光摻雜劑的主體時(shí)，其最大電流效率與功率效率可達(dá)12.85 cd/A，6.40 lm/W(2-NaNPI), CIE(0.155,0.319)。同時(shí)發(fā)現(xiàn)N1位橋

6、連熒光基團(tuán)的化合物HOMO與LUMO完全分開(kāi)，導(dǎo)致分子內(nèi)有電荷傳遞，量子效率不高，HOMO能級(jí)并沒(méi)有提高，導(dǎo)致了器件高的開(kāi)啟電壓。以上結(jié)果證明：N1位橋連熒光發(fā)光基團(tuán)對(duì)于傳統(tǒng)熒光材料的設(shè)計(jì)并不是一個(gè)最佳選擇。
　　在第一章的基礎(chǔ)上，在菲并咪唑基團(tuán)的N1位用對(duì)叔丁基苯取代，減小分子間的堆積效應(yīng)，同時(shí)對(duì)分子的電子云分布不產(chǎn)生大的電話，以獲得更好的器件效果。
　　CIE(0.1505,0.1565)的器件色坐標(biāo)并不在深藍(lán)區(qū)域，為了

7、獲得更低CIEy值的藍(lán)光材料，通過(guò)打斷菲并咪唑中菲的共軛平面結(jié)構(gòu)，增加位置效應(yīng)，獲得更藍(lán)的材料。部分非摻雜器件最大電流效率與功率效率分別可達(dá)3.06 cd/A(1-NaCBI), CIE(0.149，0.092)。當(dāng)作為天藍(lán)光摻雜劑的主體時(shí)，其最大電流效率與功率效率可達(dá)15.53 cd/A,7.41 lm/W(1-NaCBI), CIE(0.151,0.299)，最大外部量子效率8.15％突破了傳統(tǒng)熒光材料的理論效率極限。研究表明通過(guò)減