基于1,2,4-三氮唑衍生物的主、客體材料的合成及光電特性研究.pdf

1、有機(jī)電致磷光發(fā)光器件（Phosphorescent organic-light emitting devices，PhOLEDs）由于其理論內(nèi)量子效率（Internal quantum efficiency，IQE）可達(dá)100％，而得到研究者的廣泛關(guān)注。然而PhOLEDs發(fā)展至今，藍(lán)色磷光器件的性能還是無法和紅色、綠色相媲美，這主要是由于藍(lán)色磷光材料的色純度低以及主體材料的三線態(tài)能級（ET）較低，無法實(shí)現(xiàn)純藍(lán)光甚至深藍(lán)光區(qū)域的發(fā)光，這已

2、成為制約OLEDs產(chǎn)業(yè)化重要瓶頸。本論文針對這兩個問題展開，以制備高色純度的藍(lán)色磷光材料以及性能優(yōu)異主體材料為目標(biāo)，論文主要分為以下三部分：
　　以經(jīng)典的藍(lán)色磷光材料FIrpic（Bis(4,6-difluorophenylpyridinato-N,C2)picolinatoiridium）為參考，通過改變其輔助配體，用所合成的2-(5-(三氟甲基)-1,2,3-三唑)吡啶（tfmptz）取代吡啶甲酸，合成了(F2,4ppy)2I

3、r(tfmptz)（Ir1）；同時將吸電子的F原子修飾到2-苯基吡啶的3-，4-和5-位上得到了一種新的主配體2-(3,4,5-三氟苯基)吡啶（F3,4,5ppy），并合成了(F3,4,5ppy)2Ir(tfmptz)（Ir2），對這兩種材料的光物理特性以及電致發(fā)光性能進(jìn)行了研究。Ir1在二氯甲烷（CH2Cl2）溶液中的發(fā)射峰位于457/481nm，位于純藍(lán)光區(qū)域，而Ir2在CH2Cl2溶液中的發(fā)射峰位于469/502nm，為天藍(lán)光。其

4、中以Ir1為客體，以mCP（1,3-雙(N-咔唑基)苯）為主體的PhOLEDs的最大電流效率、功率效率和外量子效率分別為5.2cd/A、3.0lm/W和3.0%.
　　為了優(yōu)化Ir(III)金屬配合物的載流子傳輸性能，平衡電子和空穴的傳輸與注入，將具有空穴傳輸特性的咔唑引入到主配體中，合成了新型的主配體9-(4-(吡啶-2-基)苯基)-9H-咔唑（Czppy），分別以具有電子傳輸特性的tfmptz和2-(1H-1,2,3,4-四唑

5、)吡啶（pttz）為輔助配體，輔助配體中的1,2,4-三氮唑和吡啶基團(tuán)具有較好的電子傳輸特性，合成了“雙極性”的Ir(III)金屬配合物(Czppy)2Ir(tfmptz)（Ir3）和(Czppy)2Ir(pttz)（Ir4）。Ir3和Ir4在CH2Cl2溶液中的發(fā)射峰均為493/526nm，為藍(lán)綠光，其主配體具有較大的空間位阻效應(yīng)，一定程度上可減緩磷光器件的效率滾降。其中以Ir3為客體，CBP（4,4'-雙(N-咔唑)-1,1'-聯(lián)苯

6、）為主體，采用高的摻雜濃度制備了PhOLEDs，器件的最大亮度、電流效率、功率效率和外量子效率分別為11450cd/m2、15.8cd/A、9.1 lm/W和5.5%。
　　為了尋找性能優(yōu)異的主體材料，以1,2,4-三氮唑衍生物和吡啶為雙受體（Acceptor）基團(tuán)，咔唑?yàn)殡娮咏o體（Donor）基團(tuán)，以苯環(huán)作為連接基團(tuán)，合成了四種具有不同空間位阻效應(yīng)的D-π-A結(jié)構(gòu)的雙極性主體材料9-(4'-(1-苯基-5-(吡啶-2-基)-1H

7、-1,2,4-三氮唑-3-基)-[1,1'-聯(lián)苯]-4-基)-9H-咔唑（TAZ-1Cz）、9-(4'-(1-苯基-5-(吡啶-2-基)-1H-1,2,4-三氮唑-3-基)-[1,1'-聯(lián)苯]-3-基)-9H-咔唑（TAZ-2Cz）、9-苯基-3-(4-(1-苯基-5-(吡啶-2-基)-1H-1,2,4-三氮唑-3-基)苯基)-9H-咔唑（TAZ-3Cz）和9-苯基-2-(4-(1-苯基-5-(吡啶-2-基)-1H-1,2,4-三氮唑-

8、3-基)苯基)-9H-咔唑（TAZ-4Cz），并對這四種主體材料的光電特性及激發(fā)態(tài)性質(zhì)進(jìn)行了詳細(xì)的研究。研究發(fā)現(xiàn)，給、受體以N-苯基的方式連接的TAZ-1Cz和 TAZ-2Cz中，分子的激發(fā)態(tài)表現(xiàn)為局域電子（Locally-excited，LE）激發(fā)態(tài)、電荷轉(zhuǎn)移（Charge-transfer，CT）激發(fā)態(tài)以及雜化的局域電子和電荷轉(zhuǎn)移（Hybrid locally-electron and charge-transfer，HLCT）激發(fā)

9、態(tài)性質(zhì)。TAZ-2Cz具有較高的三線態(tài)能級2.61eV。以Ir(piq)2(acac)、Ir(ppy)3和FIrpic為客體，以四種雙極性材料為主體，分別制備了紅、綠、藍(lán)光PhOLEDs器件。其中以TAZ-2Cz為主體材料的綠、藍(lán)光PhOLEDs中的效率分別為55.0cd/A、41.3lm/w、16%；和11.0cd/A、7.3lm/W、5.0%；以TAZ-2Cz為主體，所合成的Ir3為客體磷光器件的性能明顯的優(yōu)于以經(jīng)典的CBP為主體的