高效磷光DLED材料的設計、合成與性能研究.pdf

1、有機電致發(fā)光器件(OLED)誕生20多年來已經有了長足的發(fā)展,在信息顯示領域已經有了一定規(guī)模的應用,在固態(tài)照明領域也已步入了實用化的進程中。目前OLED仍舊是有機電子領域的研究熱點。無論是OLED的新材料開發(fā)還是器件過程的機理研究都吸引著眾多研究力量。本論文著重于OLED新材料的設計合成,并對材料的各項物理性能和器件性能進行了系統(tǒng)的表征。目前OLED材料中最為重要的是發(fā)光層材料,而目前效率最高的器件發(fā)光層都采用的是參雜結構。本論文的研究

2、重點就是作為發(fā)光層主要構成部分的主體材料,尤其是具有高三線態(tài)能級的主體材料。而在眾多的主體材料結構類型中,本論文主要就三苯胺螺芴類材料和四苯基硅類材料進行了研究,設計合成了一批功能材料,并對它們的器件性能進行了表征。在表征它們作為主體材料的能力的同時,還探索了部分材料作為阻擋層材料和空穴傳輸層材料的應用。以下是對各章節(jié)主要內容的簡介:
　　(1)在第一章和第二章中,主要對OLED的研究歷史和發(fā)展現(xiàn)狀進行了簡介。并從器件的理論基礎,

3、器件的基本結構以及各項性能參數的物理意義對OLED器件技術進行了剖析。在OLED材料方面,對各個不同的功能層材料都進行了簡要的介紹,對本論文的研究重點主體材料則進行了全面的綜述,從化學結構和物理載流子傳輸能力兩個方面,分類對各類主體材料進行了分析和總結。
　　(2)第三章和第四章,我們以三苯胺螺芴為基本單元,分別在芴環(huán)的2位和2、7位進行衍生,采用非共軛的三苯基硅和二苯基膦氧作為功能單元合成了四個新型主體材料,并對他們進行了系統(tǒng)的

4、表征。通過引入非共軛的功能單元,成功的保持了三苯胺螺芴基團的三線態(tài)能級。通過調整引入功能單元的數量,對分子的各項性能進行了調節(jié)。采用膦氧基團的兩個材料表現(xiàn)出了雙極傳輸的性能,于設計完全相符。所合成的四個材料均進行了藍光磷光器件表征,其中單取代的化合物表現(xiàn)出較雙取代的更好地器件性能。對性能更好地兩個材料,我們進一步制備了白光器件,取得了很好地器件效率。
　　(3)在第五章中,我們繼續(xù)研究了三苯基硅和二苯基膦氧衍生的三苯胺螺芴材料。為

5、了進一步提高材料的三線態(tài)能級,我們通過將取代基的位置調整到芴環(huán)的3位,成功的合成了兩個高三線態(tài)能級主體材料,三線態(tài)較2位取代的材料提高了0.1 eV。經過對化合物系統(tǒng)的表征后,我們分別采用兩種藍光客體制備了藍光器件,這兩個材料都表現(xiàn)出非常優(yōu)良的器件性能。
　　(4)第六章和第七章,為了發(fā)揮3位取代的三苯胺螺芴的潛力,我們在3位分別引入了二苯胺,咔唑和苯基咔唑合成了3個空穴傳輸型主體材料。雖然功能基團和三苯胺螺芴之間是共軛連接,但這

6、三個材料仍然保持了較高的三線態(tài)能級。苯基咔唑取代的三苯胺螺芴的設計借鑒了聯(lián)咔唑的設計思路,通過咔唑3位和芴環(huán)3位連接使材料既具有較高的三線態(tài),又具有較高的空穴遷移率。藍光器件的結果表明該材料的器件性能優(yōu)良。咔唑和二苯胺衍生的化合物則采用了N原子和3位直接連接的方式。得到的材料不僅具有較高的三線態(tài),同時也具有較高的LUMO能級,在器件表征中,這兩個材料不僅能作為高效的主體材料,同時也能夠勝任電子/激子阻擋層材料,取得了非常好的器件性能。<

7、br>　　(5)第八章中,我們延續(xù)第七章的結構,但將三苯胺螺芴里的三苯胺換成咔唑,合成了二苯胺和咔唑衍生的螺芴咔唑主體材料。材料都進行了系統(tǒng)的表征。由于采用了更為剛性的咔唑構建螺環(huán)結構,材料表現(xiàn)出更高的玻璃化轉變溫度。同時因為繼續(xù)采用了3位取代的結構,兩個材料的三線態(tài)得到了保持。最后通過制備藍光器件對材料的器件性能進行了評價,其中咔唑取代的材料表現(xiàn)出更好的器件性能。
　　(6)由于三苯胺螺芴單元具有非常好的空穴傳輸能力,同時螺環(huán)的

8、結構也具有很好的熱穩(wěn)定性,在第九章中,我們合成了一系列基于三苯胺螺芴的空穴傳輸材料。通過在芴環(huán)的2位或2,7位引入苯基萘胺或甲氧基二苯胺單元,進一步增強了化合物的空穴傳輸能力,同時提高了材料的HOMO能級以利于空穴的注入。這一系列材料表現(xiàn)出了非常好的熱穩(wěn)定性和很高的空穴遷移率,其中在2,7位進行苯基萘胺衍生的化合物在器件性能的表征中表現(xiàn)出了比傳統(tǒng)空穴傳輸材料NPB更好的器件性能。
　　(7)在第十章,我們針對四苯基硅類材料進行了研