双偶极主体材料的设计、合成及电致发光性质

发布时间:2019-06-18 22:08
【摘要】:磷光有机电致发光器件(PhOLEDs)和延迟荧光电致发光器件(TADF-OLED)由于能100%地利用单重态和三重态激子,相比传统荧光器件具有突出的效率优势而成为OLED领域的研究热点。典型的PhOLEDs和TADF-OLED均采用主客体材料掺杂的器件结构,占发光层主要成份的主体材料对器件综合性能起到了决定性作用,因此主体材料与发光材料同等重要。研究证明,双偶极主体材料能有效平衡正负载流子传输,不仅有助于提高OLED器件的发光效率,还能有效减缓效率衰减。然而,目前双偶极主体材料种类有限,分子设计尚无成熟的方法和理论,尤其其中具有电子传输功能的n-型基团的选择以及与p-型基团的匹配等方面更是挑战。本文针对这一领域现状,通过调节n-型基团的种类、比例、连接方式等因素,设计、制备“单n-型”和“双n-型”两个类型、共五个系列主体材料,并用于制备高效的PhOLEDs和TADF-OLEDs,研究它们的结构-性质-电致发光性能之间的关系,具体如下:(1)含氰基(CN)的“单n-型”主体材料:以CN取代苯基作为电子传输基团,以苯基咔唑作为空穴传输基团,制备o-CzCN、m-CzCN和p-CzCN三种主体材料,通过变换咔唑与中心核邻、间、对的连接方式,成功调节分子的三重态能级和载流子传输能力。其中,以m-CzCN为主体材料、以FIrpic为掺杂客体材料的蓝色磷光器件最大电流效率达到了46.81 cd A-1(最大外量子效率23.14%);以o-CzCN为主体材料掺杂2CzPN的蓝色延迟荧光器件最大外量子效率达到了14.98%,高于当时2CzPN的文献最高值13.6%。(2)含吡唑的“单n-型”主体材料:以吡唑为n-型基团、以咔唑为p-型基团,同时调节邻间对取代位置以及n-型和p-型基团的摩尔比例,设计、制备了高三重态能级的系列双偶极主体材料o-CzDPz、m-CzDPz、3-CzDPz和mCPDPz,分别应用于蓝色和绿色PhOLEDs和TADF-OLEDs.发现n/p基团摩尔比为2:1最有利于电荷平衡,且间位取代的m-CzDPz为主体材料的蓝色PhOLED和3-CzDPz为主体材料的绿色PhOLED分别获得了26.8%和29.0%高外量子效率。更有意义的是,该系列主体材料的绿色TADF-OLEDs效率滚降极低。(3)含氰基吡啶的“双n-型”主体材料:以氰基吡啶为“双n-型”基团,引入到传统主体材料mCP骨架的苯环或咔唑环上,分别获得新主体材料m-PyCNmCP和3-PyCNmCP,并将它们应用于绿色PhOLEDs中,分别获得了2.01 V和2.27 V的启亮电压(对应于1cd m-2的亮度)和101.4 lm W-1和119.3 lm W-1的功率效率。启亮电压都低于以Ir(ppy)3为客体材料的绿光器件的最低理论电压2.4 V,且2.01 V接近迄今Ir(ppy)3器件的最低启亮电压1.97 V。(4)含毗唑吡啶的“双n-型”主体材料:以吡唑吡啶为“双n-型”电子传输基团,制备双偶极主体材料o-CzPyPz、m-CzPyPz和p-CzPyPz,通过改变分子邻间对的连接方式,调节分子的三重态能量和电荷传输能力等性质。以m-CzPyPz为主体材料的蓝色磷光器件获得了49.1 cd A-’(24.5%)的最大效率和低的效率滚降;以p-CzPyPz为主体材料的绿色磷光器件获得了91.8 cd A-1(27.3%)的最大效率。以m-CzPyPz和p-CzPyPz为主体材料的蓝橙二元白光器件分别获得了57.8 cd A-1(23.6%)和60.7 cd A-1(23.1%)的效率。(5)含二苯膦酰基吡啶的“双n-型”主体材料:以二苯膦酰基取代的吡啶为“双n-型”基团,引入到mCP骨架的不同位置,制备两种双偶极主体材料w-PyPOmCP和p-PyPOmCP。与只含吡啶的参比分子PymCP以及文献上将n-型基团连接在p-型基团上相比,采用二苯膦酰基和吡啶为“双n-型”基团,并将“双n-型”基团直接连接,不仅有效降低分子的LUMO能级,同时也保证了较高的HOMO能级,因而同时促进正负载流子的注入和传输。以m-PyPOmCP为主体材料的蓝色磷光器件的最大效率为55.6 cdA-1(25.3%),以p-PyPOmCP为主体材料的绿色磷光器件的最大效率为98.2 cd A-1(28.2%)。
[Abstract]:The phosphorescent organic electroluminescent device (PhOLEDs) and the delayed fluorescent electroluminescent device (TADF-OLED) have become a hot spot in the field of OLEDs due to the fact that the singlet state and the triplet exciton can be used 100% compared to the conventional fluorescent device. The typical PhOLEDs and TADF-OLEDs adopt the device structure doped with the main guest material, and the main material of the main component of the light-emitting layer plays a decisive role in the comprehensive performance of the device, so that the main material and the light-emitting material are of equal importance. The research has shown that the dual-dipole body material can effectively balance the positive and negative carrier transmission, not only can improve the light-emitting efficiency of the OLED device, but also effectively reduce the efficiency attenuation. However, there are no mature methods and theories for molecular design, especially the choice of n-type groups with electron transport function and the matching with p-type groups. In view of the current situation in this field, two types of "single n-type" and "double-n-type" are prepared by adjusting the type, proportion, and connection mode of n-type group, and five series of main body materials are prepared and used for preparing high-efficiency PhOLEDs and TADF-OLEDs. The relationship between the structure and the properties of the cyano (CN) is studied, in particular the following: (1) a cyano (CN)-containing "single n-type" host material: a CN-substituted phenyl group as an electron transport group, and a phenyl disulfide as a hole transport group to prepare three main body materials of o-CzCN, m-CzCN and p-CzCN, The triplet energy level and the carrier transport capacity of the molecule are successfully adjusted by transforming the connection mode between the IGRP and the central core o, m and the pair. in which, the maximum current efficiency of the blue phosphorescent device is 46.81cd A-1 (the maximum external quantum efficiency is 23.14%) with the m-CzCN as the main material, and the maximum external quantum efficiency of the blue delayed fluorescent device doped with the o-CzCN as the main material is 14.98%, Higher than 2CzPN at that time, the highest value was 13.6%. (2) a single n-type "main material with a high triplet state: a series of double-dipole main body materials o-CzDPz, m-CzDPz, 3-CzDPz and mCPDPz are applied to blue and green PhOLEDs and TADF-OLEDs, respectively. It is found that the molar ratio of n/ p groups is 2:1, which is most favorable for charge balance, and the m-CzDPz of m-CzDPz as the main material and the green PhOLEDs of 3-CzDPz as the main material obtain 26.8% and 29.0% high external quantum efficiency, respectively. More particularly, the green TADF-OLEDs of this series of host materials have a low efficiency roll-off. (3) the "double-n-type" main material containing the cyanamide is introduced into a benzene ring or a benzene ring of the mCP framework of the traditional host material by taking the cyanoacrylate as a "double-n-type" group, and the new main body materials m-PyCNmCP and 3-PyCNmCP are respectively obtained, and are applied to the green PhOLEDs, The power efficiency of the starting voltage of 2.01 V and 2.27 V (corresponding to the luminance of 1 cd m-2) and the power efficiency of 101.4 lm W-1 and 119.3 lm W-1 were obtained, respectively. The light-on voltage is lower than the lowest theoretical voltage of the green device with Ir (ppy)3 as the guest material, and 2.01 V is close to the lowest light-on voltage of the Ir (ppy)3 device to date 1.97 V. (4) The "double-n-type"-body material containing the vivacizumab as the "double-n-type" electron transport group, The bi-polar body materials o-CzPyPz, m-CzPyPz and p-CzPyPz are prepared, and the properties of the triplet energy and the charge transport capacity of the molecules are adjusted by changing the connection mode of the pairs of the molecules. The maximum efficiency and low efficiency roll-off of 49.1 cd A-'(24.5%) were obtained with the blue phosphorescent device of m-CzPyPz as the main material. The maximum efficiency of 91.8 cd A-1 (27.3%) was obtained with the green phosphorescent device of p-CzPyPz as the main material. The efficiency of 57.8 cd A-1 (23.6%) and 60.7 cd A-1 (23.1%) was obtained with m-CzPyPz and p-CzPyPz as the main material. (5) The main material of the "double-n-type" main body with the dibenzo-phenyl-base is the "double-n-type" group, which is introduced into different positions of the mCP framework, and the two dipole body materials w-PyPOmCP and p-PyPOmCP are prepared. Compared with the reference molecule PymCP containing only the same, and the n-type group is connected to the p-type group, the double-n-type "group is adopted, and the double-n-type" group is directly connected, so that not only the LUMO energy level of the molecule is effectively reduced, but also the higher HOMO energy level is ensured, Thereby simultaneously promoting the injection and transmission of positive and negative carriers. The maximum efficiency of the blue phosphorescent device with m-PyPOmCP as the main material is 55.6 cA-1 (25.3%), and the maximum efficiency of the green phosphorescent device with p-PyPOmCP as the main material is 98.2 cd A-1 (28.2%).
【学位授予单位】:大连理工大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2016
【分类号】:TQ422;TN383.1

【相似文献】

相关期刊论文 前10条

1 杨婷婷;许慧侠;王华;苗艳勤;杜晓刚;景姝;许并社;;一种基于咔唑的新型磷光主体材料的合成及光电性能[J];物理化学学报;2013年06期

2 马治军;雷霆;裴坚;刘晨江;;蓝色有机电致磷光主体材料[J];化学进展;2013年06期

3 黄斌;唐霁楠;蒋伟;杨文;班鑫鑫;孙岳明;;小分子蓝色磷光主体材料[J];有机化学;2013年07期

4 赵青华;李明智;张婉云;;聚合物主体材料在磷光有机电致发光器件中的研究进展[J];材料导报;2013年17期

5 密保秀;廖章金;高志强;黄维;陈金鑫;;掺杂发光有机电致磷光器件工作原理及主体材料[J];中国科学:化学;2010年10期

6 李明智;张婉云;赵青华;;一种聚芴类磷光主体材料的合成与性能研究[J];化学工程与装备;2013年07期

7 王兴东;王淑萌;马志华;丁军桥;王利祥;景遐斌;王佛松;;三苯胺为中心核的咔唑树枝状主体材料的合成与性能表征[J];应用化学;2014年06期

8 黄达;叶俊;赵伟明;郑才俊;王静;陶斯禄;欧雪梅;张晓宏;;双极绿色磷光主体材料1-甲基-3-[4-(9-咔唑基)苯基]-4-苯基喹啉-2(1H)-酮的合成与性能研究[J];影像科学与光化学;2010年06期

9 王传明;范曲立;霍岩丽;黄维;;有机电致磷光材料的分子设计:从主体材料到客体材料[J];化学进展;2006年05期

10 崔林松;柳渊;蒋佐权;廖良生;;基于联咔唑为骨架的双极主体材料的合成及其在有机电致发光器件中的应用[J];影像科学与光化学;2014年02期

相关会议论文 前6条

1 龚少龙;杨楚罗;秦金贵;;基于咔唑和苯并咪唑单元的电致磷光主体材料的性能研究[A];全国第八届有机固体电子过程暨华人有机光电功能材料学术讨论会摘要集[C];2010年

2 杨楚罗;陶友田;王强;马东阁;秦金贵;;电致磷光器件主体材料的设计、合成与性能研究[A];全国第八届有机固体电子过程暨华人有机光电功能材料学术讨论会摘要集[C];2010年

3 龚少龙;蒋佐权;许曦晨;杨楚罗;秦金贵;;新型CBP类似分子的结构与性能研究[A];全国第八届有机固体电子过程暨华人有机光电功能材料学术讨论会摘要集[C];2010年

4 张正勇;张耀华;刘锦怀;;SnO_2主体材料气敏振荡特性的进一步研究[A];第六届全国气湿敏传感器技术学术交流会论文集[C];2000年

5 王平;啜于涛;柴春鹏;范星河;邹德春;周其凤;;铱复合物掺杂的甲壳型液晶聚合物电致磷光器件研究[A];2007年全国高分子学术论文报告会论文摘要集(下册)[C];2007年

6 禹钢;刘志伟;卞祖强;黄春辉;;高效的铽(Ⅲ)配合物电致发光器件[A];中国化学会第29届学术年会摘要集——第06分会:稀土材料化学及应用[C];2014年

相关重要报纸文章 前1条

1 俞文君;人物纪念馆的“陈列体系化”处理过程[N];中国文物报;2010年

相关博士学位论文 前10条

1 李欢欢;含硅有机共轭光电功能材料的设计、合成及性能研究[D];南京邮电大学;2015年

2 潘彪;基于苯并咪唑基团的高效磷光主体材料的合成及其性能研究[D];华中科技大学;2015年

3 范招康;基于Friedel-Crafts反应组装的磷光主体材料及荧光染料:合成、表征及光电性能[D];南京大学;2016年

4 班鑫鑫;湿法双极小分子主体材料的设计合成及器件研究[D];东南大学;2016年

5 顾宇;基于金刚烷桥连的高能隙有机电致磷光主体材料的合成及其性能研究[D];武汉大学;2015年

6 邓力军;铱配合物和主体材料的合成及电致发光性质[D];大连理工大学;2013年

7 武洁;基于咔唑及氧化膦的双极性蓝色磷光主体材料的理论研究[D];东北师范大学;2013年

8 张婷;有机蓝色荧光材料和磷光主体材料的合成及电致发光性质研究[D];大连理工大学;2012年

9 何鉴;有机电致磷光掺杂和主体材料的合成及性能研究[D];中国科学院研究生院(理化技术研究所);2007年

10 庄锦勇;新型磷光OLED主客体材料的设计合成及性能研究[D];苏州大学;2013年

相关硕士学位论文 前10条

1 张霞光;非共轭聚合物磷光主体材料和延迟荧光材料的理论研究[D];西南大学;2015年

2 孔祥玖;含柔性链的双极传输主体材料的设计、合成及表征[D];陕西师范大学;2015年

3 李倩;蓝光磷光有机发光二极管主体材料的合成及表征[D];苏州大学;2015年

4 陈坤;含有二苯基氧化膦的大环双极性主体材料的合成和发光性质研究[D];南京大学;2014年

5 杨肇敏;含硅蓝色磷光OLED主体材料的合成及其性能研究[D];北京化工大学;2015年

6 王淼;含氰基吡啶及三唑双偶极主体材料的合成及性能研究[D];大连理工大学;2015年

7 訾由;具有含氮杂环骨架的有机光电功能分子的设计合成及其性能研究[D];苏州大学;2015年

8 柳渊;高性能白光有机发光二极管(WOLEDs)的制备与研究[D];苏州大学;2015年

9 赵慧茹;量子化学方法在分子晶体计算中的应用[D];南京大学;2015年

10 李璐;基于PVK的新型π-堆积聚合物半导体材料的合成及光电性质研究[D];南京邮电大学;2015年



本文编号:2501826

资料下载
论文发表

本文链接:https://www.wllwen.com/shoufeilunwen/xxkjbs/2501826.html


Copyright(c)文论论文网All Rights Reserved | 网站地图 |

版权申明:资料由用户c729a***提供,本站仅收录摘要或目录,作者需要删除请E-mail邮箱bigeng88@qq.com