有机可交联发光材料的合成及性能研究

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有机发光二极管(OLED,Organic Light-Emitting Diode)是近年来的研究热点,并且正在逐步走向商业化。根据发光材料在发光机理上的区别,可以将其分为荧光材料和磷光材料。磷光材料与荧光材料相比具有更高的内量子效率,因此深受瞩目,其中铱配合物是磷光材料中研究较为广泛的一种。并且磷光材料在制备器件时为了避免其浓度淬灭以及TTA效应(三线态-三线态湮灭),通常都会以溶液旋涂法制备成掺杂器件。溶液旋涂法作为主流的器件制备方法之一,虽然存在层间混溶的问题,但其耗材少、成本低且操作简单而受到广泛运用。因此如何扬长避短,制得成本低、性能好的器件,是很值得探究的。利用交联技术可以有效改善层间混溶现象,即把可光交联或可热交联的功能基团(常见的有氧杂环丁烷与乙烯基苄基)嫁接在有机发光材料上,将其变为具有交联功能的有机发光材料。再将其进行OLED器件制备时,通过外加条件,使发光材料与主体材料(具有相同类型的交联基团)发生聚合反应,整个发射层就会由独立的小分子通过化学反应成键形成大分子薄膜,而该薄膜具有抗溶剂性,即可有效避免层间混溶这一问题。本论文主要合成了多种具有交联基团的第一配体或者第二配体,并进一步合成可交联的新型中性铱配合物、测定配合物的系列性质。主要工作内容分为以下三部分:第一部分以绿光铱配合物的经典配体2-苯基吡啶(ppy)作为目标配合物的第一配体,在不同的第二配体(乙酰丙酮和3-羟基-2-吡啶甲酸)上嫁接上不同的交联基团(氧杂环丁烷、乙烯基苄基),制备出3个单支可交联的中性铱配合物,分别命名为Ir(ppy)2(acac-oxe)(Ir-1)、Ir(ppy)2(acac-VB)(Ir-2)与Ir(ppy)2(pic-VB)(Ir-3)。三个配合物具有配合物典型的发射峰形貌,其发射主峰分别位于529 nm、521 nm、531 nm处,在溶液中的最大光致发光效率分别为1.77%、0.42%、1.77%。其热分解温度分别为268℃、207℃和330℃。其中,Ir-1已制备器件,其器件结构为[ITO/PEDOT/PVK:PBD:Ir(xwt%)(40 nm)/TPBi(40 nm)/Liq(2.5 nm)/Al(120 nm)],器件的最大亮度为2494 cd/m2,可达的最大电流效率为6.91 cd/A,最大外量子效率为1.88%。第二部分在第一部分的思路上进行了一定转变,因为考虑到增加交联基团的数量可以增大交联成膜的概率,故将交联基团的修饰位置从第二配体转移到第一配体。以2-苯基吡啶为第一配体的主体,并在其上修饰交联基团;以乙酰丙酮以及近几年的新配体Stpip为第二配体合成了两个双支可交联的中性Ir(Ⅲ)配合物,分别命名为:Ir(ppy-VB)2(acac)(Ir-4)与Ir(ppy-VB)2(Stpip)(Ir-5)。两个配合物的主发射峰分别位于519nm与516 nm处,溶液中的最大光致发光效率分别为2.71%与0.39%。其热分解温度分别为330℃与228℃。第三部分与第二部分思路一致,只是将第一配体的主体部分换为同样广泛用于绿光铱配合物的2-苯基苯并咪唑,合成了两个双支可交联Ir(Ⅲ)配合物Ir(pbm-VB)2(acac)(Ir-6)与Ir(pbm-VB)2(Stpip)(Ir-7)。两个配合物的主发射峰分别位于513 nm与504 nm处,溶液中的最大光致发光效率分别为2.21%与0.36%。其热分解温度分别233℃与394℃。
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