论文部分内容阅读
本文从降低发光材料成本、获得高效蓝光材料、简化OLED发光层成膜工艺等角度出发设计合成了一类廉价易得的离子型Cu(Ⅰ)发光配合物,并研究了其光致发光及电致发光性质,具体工作如下: (1)设计合成了一系列基于含有苯并三氮唑单元NN配体的离子型Cu(Ⅰ)配合物,这些配合物的发光性质(如光致发光量子效率、发光颜色)受配体的空间及电子特性、配合物分子内和分子间的π-π相互作用和环境刚性等因素的影响。固态时这些Cu(Ⅰ)配合物实现了从蓝绿到橙红的多色发射。其中配合物2b在固态时有高效的绿光发射,量子产率达0.63,最大发射波长为528 nm。将这些Cu(Ⅰ)配合物掺杂于主体材料mCP中制成OLED器件:ITO/PEDOT/mCP∶Cu(Ⅰ)/BCP/Alq3/LiF/Al。其中,基于配合物2b的掺杂浓度为20 wt%的器件性能最好,最大电流效率为3.36 cd/A,最大亮度为1992cd/m2。 (2)通过选用合适的NN配体并改变其上的取代基类型,设计合成了一系列高效的蓝光离子型Cu(Ⅰ)配合物(配合物4、5和6)。其中配合物5在固态时最大发射波长为465 nm,PLQY达0.87;在二氯甲烷溶液中其PLQY也高达0.45,这均可与文献报道的Cu(Ⅰ)配合物最高效率值媲美。实验表明,该系列Cu(Ⅰ)配合物的发射来自于两个处于热平衡的发射态—S1和T1,两者之间具有较小能隙(0.17-0.18 eV),激子很容易通过热活化由T1上转移至S1上,并经S1-S0辐射跃迁发射热活化延迟荧光。在常温下,该系列Cu(Ⅰ)配合物的发射基本来自于热活化延迟荧光,是一类高效的TADF材料。将这一系列配合物用溶液法制备了OLED器件,其中基于配合物6的器件启亮电压为6.1V,最高亮度为2033 cd/m2,最大电流效率达23.68 cd/A,外量子效率达8.47%。 (3)固定NN配体为2-(甲基)-6-(1-吡唑)吡啶(mpypz),选用不同的膦配体合成了一系列离子型Cu(Ⅰ)配合物(配合物7a-7d),考察了膦配体对配合物结构、稳定性以及光物理性质等方面的影响。所合成的四个Cu(Ⅰ)配合物中,7a-7c为四配位构型而7d为三配位构型,7b-7d为高效的蓝光配合物(固态时最大发射波长为466 nm-472 nm,PLQY为0.15-0.81)。有趣的是,配合物7a在固态时发射白光,据我们所知,文献中还未有白光Cu(Ⅰ)配合物报道,配合物7a的具体发光机理还有待进一步研究。 (4)采用具有不同种类或个数的杂原子的NN配体,合成了一系列离子型Cu(Ⅰ)配合物,考察了杂原子对配合物结构及光物理性质等方面的影响,这对今后设计合成该类Cu(Ⅰ)配合物具有指导意义。 (5)将咔唑单元引入NN配体中,并以此合成了一系列具有优良空穴传输性质和高效发光性质的离子型Cu(Ⅰ)发光配合物,其中配合物13b和14c粉末态PLQY高达0.99。配合物13b在常温下的发射基本是热活化延迟荧光(TADF),是一类高效的TADF材料。 由于该类含有咔唑基团的NN配体具有较高的最低三重态能级和较好的空穴传输性质,我们发现其还是一类很好的主体材料。将配合物13b掺杂于其配体czpzpy中,旋涂成发光层,制备了高效的OLED器件(器件A),器件A的最高亮度为2939cd/m2,最大电流效率为17.34 cd/A,最大外量子效率达6.34%,器件的启亮电压为5.6eV。在该发光层中的主体材料与构成客体发光配合物的一种配体是同一种化合物。为了简化发光层制膜工艺,我们首次提出了湿法原位合成发光层的方法,即省略了发光配合物的制备和提纯过程,而直接将一定比例的配体(czpzpy)与合成发光配合物(13b)所需的另一种初始原料([Cu(CH3CN)2(POP)]BF4)旋涂成发光层,所得到的相同结构的OLED器件(器件B)的性能与上述器件A基本相同(基于配合物13b和配体czpzpy的器件B的最高亮度为3251 cd/m2,最大电流效率为17.53 cd/A,最大外量子效率达6.36%,器件的启亮电压为5.6 eV)。这说明这种简化流程的湿法原位合成发光层的方法可以用来制备高性能的OLED器件。我们相信,这种方法可被成功应用于制备基于其他体系的类似发光层。 此外,在传统湿法制膜工艺中,金属配合物在溶液态可能发生配体解离而不利于取得高的器件性能。然而,用上述湿法原位合成发光层时,由于溶液中存在过量的配体,可以抑制上述配体解离过程。