雙偶極主體材料的設(shè)計(jì)、合成及電致發(fā)光性質(zhì).pdf

1、磷光有機(jī)電致發(fā)光器件(PhOLEDs)和延遲熒光電致發(fā)光器件(TADF-OLED)由于能100％地利用單重態(tài)和三重態(tài)激子，相比傳統(tǒng)熒光器件具有突出的效率優(yōu)勢(shì)而成為OLED領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)。典型的PhOLEDs和TADF-OLED均采用主客體材料摻雜的器件結(jié)構(gòu)，占發(fā)光層主要成分的主體材料對(duì)器件綜合性能起到了決定性作用，因此主體材料與發(fā)光材料同等重要。研究證明，雙偶極主體材料能有效平衡正負(fù)載流子傳輸，不僅有助于提高OLED器件的發(fā)光效率，還能

2、有效減緩效率衰減。然而，目前雙偶極主體材料種類有限，分子設(shè)計(jì)尚無(wú)成熟的方法和理論，尤其其中具有電子傳輸功能的n-型基團(tuán)的選擇以及與p-型基團(tuán)的匹配等方面更是挑戰(zhàn)。本文針對(duì)這一領(lǐng)域現(xiàn)狀，通過(guò)調(diào)節(jié)n-型基團(tuán)的種類、比例、連接方式等因素，設(shè)計(jì)、制備“單n-型”和“雙n-型”兩個(gè)類型、共五個(gè)系列主體材料，并用于制備高效的PhOLEDs和TADF-OLEDs，研究它們的結(jié)構(gòu)-性質(zhì)-電致發(fā)光性能之間的關(guān)系，具體如下:
　　(1)含氰基(CN)

3、的“單n-型”主體材料:以CN取代苯基作為電子傳輸基團(tuán)，以苯基咔唑作為空穴傳輸基團(tuán)，制備o-CzCN、m-CzCN和p-CzCN三種主體材料，通過(guò)變換咔唑與中心核鄰、間、對(duì)的連接方式，成功調(diào)節(jié)分子的三重態(tài)能級(jí)和載流子傳輸能力。其中，以m-CzCN為主體材料、以FIrpic為摻雜客體材料的藍(lán)色磷光器件最大電流效率達(dá)到了46.81 cd A-1（最大外量子效率23.14％）;以o-CzCN為主體材料摻雜2CzPN的藍(lán)色延遲熒光器件最大外量子

4、效率達(dá)到了14.98％，高于當(dāng)時(shí)2CzPN的文獻(xiàn)最高值13.6％。
　　(2)含吡唑的“單n-型”主體材料:以吡唑?yàn)閚-型基團(tuán)、以咔唑?yàn)閜-型基團(tuán)，同時(shí)調(diào)節(jié)鄰間對(duì)取代位置以及n-型和p-型基團(tuán)的摩爾比例，設(shè)計(jì)、制備了高三重態(tài)能級(jí)的系列雙偶極主體材料o-CzDPz、m-CzDPz、3-CzDPz和mCPDPz，分別應(yīng)用于藍(lán)色和綠色PhOLEDs和TADF-OLEDs。發(fā)現(xiàn)n/p基團(tuán)摩爾比為2∶1最有利于電荷平衡，且間位取代的m-Cz

5、DPz為主體材料的藍(lán)色PhOLED和3-CzDPz為主體材料的綠色PhOLED分別獲得了26.8％和29.0％高外量子效率。更有意義的是，該系列主體材料的綠色TADF-OLEDs效率滾降極低。
　　(3)含氰基吡啶的“雙n-型”主體材料:以氰基吡啶為“雙n-型”基團(tuán)，引入到傳統(tǒng)主體材料mCP骨架的苯環(huán)或咔唑環(huán)上，分別獲得新主體材料m-PyCNmCP和3-PyCNmCP，并將它們應(yīng)用于綠色PhOLEDs中，分別獲得了2.01 V和2

6、.27 V的啟亮電壓（對(duì)應(yīng)于1 cd m-2的亮度）和101.4 lm W-1和119.3 lm W-1的功率效率。啟亮電壓都低于以Ir(ppy)3為客體材料的綠光器件的最低理論電壓2.4 V，且2.01 V接近迄今Ir(ppy)3器件的最低啟亮電壓1.97 V。
　　(4)含吡唑吡啶的“雙n-型”主體材料:以吡唑吡啶為“雙n-型”電子傳輸基團(tuán)，制備雙偶極主體材料o-CzPyPz、m-CzPyPz和p-CzPyPz，通過(guò)改變分子鄰

7、間對(duì)的連接方式，調(diào)節(jié)分子的三重態(tài)能量和電荷傳輸能力等性質(zhì)。以m-CzPyPz為主體材料的藍(lán)色磷光器件獲得了49.1 cd A-1(24.5％)的最大效率和低的效率滾降;以p-CzPyPz為主體材料的綠色磷光器件獲得了91.8 cd A-1(27.3％)的最大效率。以m-CzPyPz和p-CzPyPz為主體材料的藍(lán)橙二元白光器件分別獲得了57.8 cd A-1(23.6％)和60.7 cd A-1(23.1％)的效率。
　　(5)含

8、二苯膦?；拎さ摹半pn-型”主體材料:以二苯膦?；〈倪拎椤半pn-型”基團(tuán)，引入到mCP骨架的不同位置，制備兩種雙偶極主體材料m-PyPOmCP和p-PyPOmCP。與只含吡啶的參比分子PymCP以及文獻(xiàn)上將n-型基團(tuán)連接在p-型基團(tuán)上相比，采用二苯膦?；瓦拎椤半pn-型”基團(tuán)，并將“雙n-型”基團(tuán)直接連接，不僅有效降低分子的LUMO能級(jí)，同時(shí)也保證了較高的HOMO能級(jí)，因而同時(shí)促進(jìn)正負(fù)載流子的注入和傳輸。以m-PyPOmCP為主