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《大连理工大学》 2013年
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铱配合物和主体材料的合成及电致发光性质

邓力军  
【摘要】:有机电致发光器件(OLEDs)在显示领域和照明产业已经得到应用,是有机光电子领域的热门研究方向。与荧光材料相比,磷光材料能充分利用单重态和三重态激子而使得器件内量子效率理论上可达到100%,因此磷光材料和器件一直是OLEDs领域的研究热点。电致磷光器件采用主客体掺杂体系,客体材料和主体材料对器件的综合发光性能都起着重要作用。本论文开发了一系列氰基修饰的双偶极主体材料,以及一类含有低聚咔唑基团的可溶液加工的主体材料;在铱配合物的配体上引入二苯膦酰基或数目连续变化的氟原子,研究分子结构对发光性能的影响,还制备了树枝状铱配合物并初步探索以旋涂工艺实现全磷光白光器件。具体研究内容包括: (1)可旋涂型有机小分子磷光主体材料:以2,2’-二甲基联苯为核,将具有空穴传输功能的咔唑寡聚物和具有电子传输功能的吡唑基团分别以对称和不对称方式连接到核上,得到新的主体材料CMP和CPMP。这两种材料均具有高的三线态能量和玻璃化转变温度以及良好的可溶液加工性。 (2)氰基修饰的小分子双偶极主体材料:以咔唑为p型单元,氰基取代的咔唑、二苯并呋喃和二苯并噻吩为n型单元设计并合成了一系列双偶极主体材料。通过理论计算和单电荷器件证明了它们的双偶极性质。基于该系列双偶极主体材料掺杂Firpic的蓝色磷光器件具有高的发光效率和缓慢的效率滚降。以o-CzCzCN和m-CzSCN为主体材料的器件最大外量子效率达到21.0%和23.3%,而且o-CzCzCN在10000cd/m2的亮度下仍保持13.6%and28.5cd A-1的效率。 (3)二苯膦酰基修饰的铱配合物:将具有强吸电子特性的二苯膦酰基引入到不同母体铱配合物配体的吡啶环上,得到了一系列二苯膦酰基修饰的铱配合物(Ir-1-Ir-4)。与母体配合物相比,Ir-1-Ir-4的LUMO能级降低,发光波长红移。量化计算结果解释了二苯膦酰基使得磷光分子能隙减小、发光红移的机理。制备了Ir-1-Ir-4的单色光器件和Ir-4与Firpic组合的二元白光器件。 (4)多氟取代的铱配合物:以传统的绿光磷光分子Ir(PPY)3为模型,在配体的毗啶环上引入二苯氨基,同时在苯环上引入不同数目的氟原子,得到了一系列多氟取代的三环铱配合物3F,4F,5F和6F,研究了分子结构对配合物光电性能的微调作用。通过单晶结构分析了分子构型和配位键键长。结果表明,随着氟原子数目的递增,配合物的HOMO能级逐渐降低,紫外-可见吸收和磷光发射光谱依次小幅度蓝移。4F、5F的平均配位键长小于3F、6F的平均配位键长。基于3F-6F的掺杂磷光器件均表现出高效率的器件性能,其中掺杂4F的器件最大效率分别为106.2cd A-1和29.5%,而且在10000cd/m2的亮度下效率仍达到90cd A-1和25.0%。 (5)咔唑树枝状铱配合物:将一代和二代低聚咔唑树枝通过非共轭的亚甲基桥分别连接到蓝光、绿光和红光铱配合物的配体上,合成了一系列树枝状铱配合物磷光材料。这些树枝状分子的溶解性和成膜性均比其母体铱配合物明显改善。而且通过亚甲基连接可以阻止配合物的发光红移。以GlFirpic为掺杂客体,通过溶液旋涂和真空蒸镀技术制备的发光器件性能均优于母体配合物Firpic。此外以FirpiCs (G2ppy)2Ir(acac)和(G2piq)2Ir(acac)混合旋涂制备了白光器件,器件的CIE(0.30,0.38),接近标准白光CIE(0.33,0.33)。
【学位授予单位】:大连理工大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2013
【分类号】:O641.4

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