基于咔唑基团的可湿法有机电致磷光主体材料合成与性能研究

来源 :东南大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:yan2541023
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
有机电致发光器件是有机光电子领域的研究热点,在平板显示和固体照明领域有着广阔的应用前景。基于磷光染料的磷光器件能充分利用单线态和三线态激子,使器件的内量子效率达到100%,大大提高了器件的效率。目前采用蒸镀法制备的有机电致磷光器件取得了较大的发展,而湿法磷光器件性能还有待进一步提高,其最主要原因之一是可湿法加工的主体材料缺乏。相比于聚合物主体材料,可湿法加工的有机小分子主体材料能够结合有机小分子和聚合物的优点,湿法制备高效的有机小分子电致磷光材料。针对可湿法加工的小分子主体材料缺乏的问题,本论文设计、合成了多系列基于咔唑基团的可用于湿法制备蓝色、绿色磷光的主体材料,系统研究了主体材料的热稳定性、成膜性、电化学性质及光物理行为,并制备了高性能的单层和双层磷光器件。具体研究内容如下:  1、设计并合成了一系列以传统蓝色磷光主体材料CCP和mCP为母体的可湿法成膜的主体材料。该类主体分子具有高的三线态能级,良好热稳定性和湿法成膜性能。原子力显微镜测试表明该类材料能够通过溶液旋涂法制备出均一、平整的无定型薄膜。电化学和量子化学理论计算结果显示主体分子的HOMO能级与空穴注入材料PEDOT(HOMO,-5.2 eV)能级相匹配,这非常有利于空穴注入并传输到发光层实现载流子复合。采用PEDOT∶PSS作为阳极缓冲层,Cs2CO3/Al作为复合阴极,在发光层中掺杂了具有电子传输特性的OXD-7来调控发光层中的空穴和电子传输平衡,掺杂FIrpic客体染料采用溶液旋涂法制备了单层小分子蓝色磷光器件。器件最大亮度为21000 cd/m2,最高电流效率为10.8 cd/A,最大外量子效率达5.6%。当在单层器件的基础上,增加了30 nm TPBi激子和空穴阻挡层后,器件最大亮度提高到27300 cd/m2,最大电流效率达到了22.7 cd/A,最大外量子效率达到11.5%。器件性能远优于传统蓝色磷光主体材料mCP湿法制备的具有相同结构的蓝色磷光器件。  2、设计并合成了一系列基于芴和咔唑基团的高三线态能级的湿法成膜的蓝色、绿色磷光主体材料。主体材料均呈现良好的热力学稳定性和湿法成膜性能,其玻璃化转变温度达到了310℃,材料5wt%的热失重温度更达到了500℃以上,远大于传统的主体材料mCP和CBP。低温磷光光谱测试表明该类材料具有较高的三线态能级,均大于2.61 eV。其中2DPF-TCz和2SBF-TCz适合作为蓝色磷光主体材料,27DPF-TCz和27SBF-TCz适合作为绿色磷光主体材料。瞬态光谱结果也验证了主体材料能将能量完全转移给客体实现高效发光。电化学和量子化学理论计算结果显示所有主体材料同样具备合适的HOMO轨道能级,与空穴注入材料PEDOT能级相匹配,有利于空穴注入到发光层。我们采用PEDOT∶PSS作为阳极缓冲层,Cs2CO3/Al作为复合阴极,在发光层中掺杂了具有电子传输特性的OXD-7和PBD分别来调控发光层中的空穴和电子传输平衡,掺杂FIrpic和Ir(mppy)3客体染料采用溶液旋涂法制备了小分子蓝色和绿色磷光器件。器件性能的测试表明,以2DPF-TCz和2SBF-TCz作为主体材料湿法制备的小分子蓝色磷光器件,最大电流效率达到21.2 cd/A,对应的最大外量子效率为10.5%;以27DPF-TCz和27SBF-TCz作为主体材料湿法制备的小分子绿色磷光器件,最大电流效率达到34.8 cd/A,对应的最大外量子效率为9.8%。其发光亮度和电流效率都优于传统主体材料mCP和CBP湿法制备的具有相同结构的磷光器件。  3、设计并合成了一系列基于咔唑和苯并咪唑基团的双极性可湿法成膜的绿色磷光主体材料。研究表明该类分子具有较高的三线态能级(2.67 eV),同时具有良好的热稳定性和湿法成膜性能,其玻璃化转变温度可达到228℃。其中由于分子量的增加以及更加扭曲的分子构型,3Cz-BBPI比Cz-BBPI具有更好的热稳定性。该类主体材料掺杂客体染料能够通过溶液旋涂法制备得到均一、平整的无定型薄膜良好热稳定性和湿法成膜性能。该类分子电化学行为表现出可逆的还原和准可逆的氧化过程,表明该类主体分子具有双极传输特性的可能。以该类主体材料掺杂Ir(mppy)3客体染料采用湿法制备的绿色磷光器件。其中以Cz-BBPI作为主体材料的绿色磷光器件的起亮电压为5.4 V,器件的最大亮度为18500 cd/m2,器件的最大电流效率为42.6 cd/A,器件的最大外量子效率为12.1%。以3Cz-BBPI作为主体材料的绿色磷光器件的起亮电压为4.5 V,器件的最大电流效率48.2cd/A,最大外量子效率13.7%。该类器件具有非常小的效率滚降效应,在500 mA/cm2的电流密度下,器件同样能保持42.1 cd/A的电流效率。
其他文献
艺术来源于生活同时又高于生活。当今社会,有些人以“欢乐”为生存的唯一目的,忘却身上背负的责任,失去对社会的责任感与道德感。而一个艺术家的责任就是,可以用艺术唤醒人们
期刊
超声波电机是利用压电陶瓷的逆压电效应产生超声振动,并将这种振动通过摩擦耦合来直接驱动转子或滑块的运动,它作为一种直接驱动电机已成为当前机电控制领域的一个研究热点。本
该文通过在氩气保护下机械球磨铸态NdFeB合金,并在一定温度下进行晶化处理,制备了纳米复相NdFeB/α-Fe永磁合金.通过X射线衍射、扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)、
期刊
该文在不同的电源参数下和以硅酸盐-次磷酸盐为主要成分的不同电解液体系中,采用交流微等离子体氧化法在Ti-6AL-4V合金表面制备氧化物陶瓷膜,研究了陶瓷膜的组成、结构及性能
学位
稻田土壤水分含量和水层深度的适度保持是水稻精准生产的一个重要前提。水是一种重要的资源,是陆地植物赖以生存的源泉。在稻田保持一定深度的水层,不仅可以保证水稻的生理需
该文首先分析PBGA钎料球激光重熔系统的功能要求和工作特点,根据系统的工作原理,选择并设计系统的软硬件结构.在硬件设计上,使系统在结构上满足各部件和整体的工作要求以及达
学位