热交联三苯胺类空穴传输材料的合成、性能及在OLED中的应用

发布时间：2020-06-14 11:15

【摘要】：本文设计合成了以三苯胺和四苯基联苯二胺为核心、以乙烯基为活性基团的三(4-乙烯基苯基)胺(V-TPA)、N,N-二(苯基)-N'N'-二(乙烯基苯基)-1,1'-二苯基-4,4'-二胺(V-p-TPD)和N,N,N',N'-四(对乙烯基基苯基)-1,1'-二苯基-4,4'二胺(V-TPD)空穴传输型热交联单体。目标产物在四氢呋喃、氯苯和甲苯等中均有良好的溶解性。利用质谱和核磁共振谱对中间体和目标产物的结构进行了表征。空穴传输单体发生交联反应的温度与其热性能紧密相关。差示扫描量热分析表明,三种空穴传输单体均在150°C左右存在较强的放热峰,说明在此温度下可发生交联反应。通过测试不同条件下制备的交联薄膜对常用溶剂(氯苯、四氢呋喃、甲苯等)的抵抗性,确定了三种单体完全交联的条件:V-TPA与V-p-TPD150℃真空交联0.5 h;V-TPD160℃真空交联0.5 h,获得了具有优异耐溶剂性能的空穴传输薄膜。交联前后的紫外-可见光谱表明交联过程不影响化合物的光物理性质。电化学研究表明化合物的HOMO能级均在-5.20 eV左右,可以作为空穴传输材料应用于电致发光器件。对交联薄膜表面形貌和结晶行为的研究表明,交联薄膜均方根粗糙度低于0.5 nm,具有很好的平整性和形貌稳定性,高温退火条件下依然可以保持很好的无定形态。通过空间电荷限制电流法研究了交联薄膜载流子传输性质,三种交联薄膜空穴迁移率均在10~(-5) cm~2?V~(-1)?s~(-1)量级,具有优异的空穴传输性能。以V-p-TPD为单体,采用旋涂法制备空穴传输单体涂层,干燥后在150℃下交联得到空穴传输层的方法制备无掺杂荧光OLED器件。以蒸镀Alq_3为发光层的双层器件ITO/HTM/Alq_3/CsF/Al表现了比蒸镀TPD薄膜的器件更低的启亮电压(3.6 V),更高的发光亮度(12109 cd/m~2)和更高的电流效率(5.50 cd/A),且随着工作电压的升高,电致发光光谱保持稳定;以旋涂PF-BT8为发光层的全溶液器件ITO/PEDOT/HTM/PF-BT8/CsF/Al,采用交联型空穴传输层的器件最大电流效率为4.12 cd/A,三倍于不含空穴传输层的器件效率。研究结果表明热交联空穴传输单体分子在有机电致发光器件、尤其是全溶液工艺器件的制备中具有优异的工艺稳定性和器件适用性能。
【学位授予单位】：天津大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：O625.63;TN383.1
【图文】：

器件结构,经典

为了提高性能、降低成本并加快有机电致发光的商工作者们将精力主要集中在材料的创新和器件结构及制备工艺有机电致发光器件结构与工作原理提高 OLED 的器件性能，在设计器件结构时通常采用多层的夹层、阴极和有机功能层共同组成一个完整的器件。其中，OLED 的透明、有良好导电性且具有高功函数的氧化铟锡(ITO)组成，阴光且具有低功函数的钙、镁、铝、银等金属组成，有机功能层则子注入、载流子传输等不同功能的多层有机层组成[9]。因为许多函数金属容易与氧气和水反应，在大气环境条件下不稳定，因此过封装技术来隔绝大气环境，保证器件的正常运行。最常见的方在器件上，从而创建一个充满惰性气体或干燥剂的腔室来预防少影响。OLED 属于双注入式复合发光器件，其经典器件结构如下

实物,色光,激子,器件

第 1 章绪论如图 1-1 所示，有机电致发光的过程是电流驱动的过程，外部由电源供便两种类型的载流子分别经由器件的两极注入，也即电子从金属阴极注入从 ITO 阳极注入，二者分别经电子传输层和空穴传输层的传输，在发光层复合形成电子-空穴对（激子），激子从激发态衰退至基态，其能量将通过的形式释放，能量释放的比例不同直接影响了器件的发光效率，而发射光则由分子激发态和基态的能量差来决定[10]。选择不同的发光材料，由于材光性质的不同，可得到不同的色光，图 1-2 展示了不同色光色光（红、绿、光）OLED 器件的发光实物图[11]。

【参考文献】