新型有机蓝绿光发光材料的合成、性能及电致发光器件研究

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本文设计合成了三个以1-苯基-2-(9-蒽基)-乙烯(t-APE)为核心的蓝绿光发光材料。利用红外光谱、核磁共振谱和质谱对中间体和目标产物的结构进行了表征。对合成的化合物的光物理性能、电化学性质、热性质进行了测试表征,探讨了化合物结构对其影响。并研究了它们在有机电致发光器件(organic light-emitting diodes,OLEDs)中的应用。设计合成了不对称蓝绿光材料1-(9-(α)萘-10-苯基蒽)-2-(9-蒽基)-乙烯(APEAn1N)、1-(9-(β)萘-10-苯基蒽)-2-(9-蒽基)-乙烯(APEAn2N)和1-(1-苯基-非并咪唑)-2-(9-蒽基)-乙烯(APE-PPI)。三种蓝绿光材料热分解温度分别为427、425和470°C;玻璃化转变温度分别为105、105和153°C。荧光量子产率分别可达0.47、0.46和0.94。将合成的APEAn1N、APEAn2N和APE-PPI制备的非掺杂器件,获得了最大亮度分别为13814,10579,9042 cd m-2,最大电流效率分别为3.65,7.16,2.14 cd A-1,最大功率效率分别为1.33,2.65,0.79 lm W-1;启亮电压分别为4.2,4.6,3.2 V;色坐标分别为(0.20,0.43),(0.20,0.43),(0.26,0.55)。表明合成的t-APE为核心的蓝绿光发光材料具有良好的发光性能。采用APEAn1N、APEAn2N分别作为蓝绿光发光层,红荧烯掺杂于Alq3中作为橙光层,制备了双发光层白光有机电致发光器件(WOLEDs),器件最大亮度分别为10984,14652 cd m-2;启亮电压分别为3.2,3.6 V,最大电流效率分别为2.02,2.70 cd A-1,最大功率效率分别为0.82,0.99 lm W-1;色坐标分别为(0.30,0.40),(0.37,0.47);显色指数分别为60和65;制备的WOLEDs器件光谱稳定。采用APEAn1N、APE-PPI分别作为蓝绿光发光层,DCJTB掺杂于Alq3中作为红绿光层,制备了双发光层WOLEDs器件,实现红、绿和蓝(RGB)三原色发光,器件最大亮度为10029 cd m-2,最大电流效率可达16.05 cd A-1;最大功率效率可达为8.4 lm W-1;色坐标分别为(0.47,0.47);启亮电压为4 V;显色指数高达85;光谱在各驱动电压下稳定。为制备器件结构相对简单、低成本、高效率、高显色指数和光谱稳定WOLEDs提供了另一条思路。为了进一步简化器件结构,设计合成了一个新型小分子白光材料9-(4’-(2-(8-(苯甲氧基)喹啉-2-乙烯基)-(1,1’联苯)-4-甲基)-9H-咔唑(Cz-QL),该材料热分解温度为364°C;玻璃化转变温度为81°C。用于制备的WOLEDs器件最大亮度为160 cd m-2;最大电流效率可达0.28 cd A-1;启亮电压为7 V;色坐标为(0.25,0.38)。为设计新型的小分子白光化合物提供了依据。
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