以1,3,5-三苯�；剑═BP）作為電子受體, 1,8-二甲基咔唑（Dm Cz）和1,3,6,8-四甲基咔唑（TmCz）分別作為電子給體,合成了兩種新的熱活化延遲熒光材料TBP-DmCz和TBP-TmCz.熱重和差熱測試結(jié)果表明,這兩種材料都具有高熱穩(wěn)定性.理論計算顯示,材料的最高電子占據(jù)軌道和最低電子未占軌道分別分布在咔唑和1,3,5-三苯�；浇Y(jié)構(gòu)單元上,兩種分子軌道幾乎沒有重疊,具有熱活化延遲熒光材料分子軌道的典型特征.分子軌道能級測算結(jié)果顯示,增加咔唑結(jié)構(gòu)單元上甲基的數(shù)量,能明顯升高材料的最高電子占據(jù)軌道能級.TBP-DmCz和TBP-TmCz的最低激發(fā)單重態(tài)和最低激發(fā)三重態(tài)間能級差（ΔEST）都非常小,分別為0.05和0.01eV.在甲苯溶液中,兩種材料均表現(xiàn)出了明顯的分子內(nèi)電荷轉(zhuǎn)移躍遷吸收, TBP-DmCz和TBP-TmCz的發(fā)光峰分別出現(xiàn)在488和502 nm.用TBP-DmCz和TBP-TmCz作為摻雜客體材料制備出了兩種高性能電致發(fā)光器件,器件的最大外量子效率分別達(dá)到了13.6%和18.3%. 

【文章來源】：化學(xué)學(xué)報. 2020,78(02)北大核心SCICSCD

【文章頁數(shù)】：7 頁

【部分圖文】：

TBP-Dm Cz和TBP-Tm Cz在甲苯溶液中的吸收光譜與光致發(fā)光(PL)光譜

用TBP-Dm Cz和TBP-Tm Cz分別作為發(fā)光層客體材料,通過優(yōu)化器件結(jié)構(gòu),制備出了兩種高性能的電致發(fā)光(EL)器件.分別為器件I:ITO/TAPC(35 nm)/TCTA(10 nm)/m CP:TBP-Dm Cz(w=10%)(20 nm)/Tm Py Pb(40nm)/Li F(1 nm)/Al;器件II:ITO/TAPC(35 nm)/TCTA(10 nm)/m CP:TBP-Tm Cz(w=5%)(20 nm)/Tm Py Pb(40nm)/Li F(1 nm)/Al.ITO(氧化銦錫)和Li F/Al分別為陽極和陰極;TAPC、TCTA、Tm Py Pb和m CP的結(jié)構(gòu)如圖5所示,分別用作空穴傳輸層、電子阻擋層、電子傳輸層和發(fā)光層主體材料.表2列出了電致發(fā)光器件I和II的主要性能數(shù)據(jù).如圖6所示,器件I和II的發(fā)光峰分別位于496和508 nm,相比于TBP-Dm Cz和TBP-Tm Cz的PL光譜僅發(fā)生了少量紅移.器件I和II均表現(xiàn)出了低開啟電壓和高發(fā)光亮度,開啟電壓均為3.1 V,最大發(fā)光亮度分別達(dá)到了10810 cd/m2和10940 cd/m2(圖7).兩種器件的發(fā)光外量子效率都超過了傳統(tǒng)熒光OLEDs的理論極限值(5%),器件I和II的最大外量子效率分別為13.6%和18.3%,最大功率效率分別為33.8 lm/W和47.7 lm/W(圖8).而且,隨著發(fā)光亮度升高,發(fā)光效率只發(fā)生了小幅下降,發(fā)光亮度為1000 cd/m2時,器件I和II仍分別具備10.9%和14.2%的外量子效率,說明TBP-Dm Cz和TBP-Tm Cz具有較高的實際應(yīng)用價值.

熱重(TGA)和差示掃描量熱(DSC)測試結(jié)果顯示,這兩種材料都具有高熱穩(wěn)定性.在氮氣氛下,TBP-Dm Cz和TBP-Tm Cz的熱分解溫度(Td,失重5%)分別為479和484℃(圖2),在50～300℃溫度范圍內(nèi),兩種材料均沒有發(fā)生玻璃化轉(zhuǎn)變現(xiàn)象.根據(jù)循環(huán)伏安法(CV)測得的氧化電位,計算得到TBP-Dm Cz和TBP-Tm Cz的HOMO能級分別為-5.70和-5.62 e V.可見,增加咔唑結(jié)構(gòu)單元上甲基數(shù)量,材料的HOMO能級會明顯升高.這是因為兩種材料的HOMO軌道均主要分布在咔唑結(jié)構(gòu)單元上,而具有供電子能力的甲基能升高分子軌道能級.根據(jù)材料吸收光譜邊沿波長,計算出TBP-Dm Cz和TBP-Tm Cz的HOMO與LUMO間能級差分別為2.75和2.65 e V;結(jié)合HOMO能級值,得到TBP-Dm Cz和TBP-Tm Cz的LUMO能級分別為-2.95和-2.97 e V.由于這兩種材料的LUMO軌道均分布在TBP結(jié)構(gòu)單元上,因此它們的LUMO能級值差別不大.表1列出了這兩種材料的主要物理性能數(shù)據(jù).圖2 TBP-DmCz和TBP-TmCz的TGA曲線

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]一種熱活化延遲熒光黃光材料的合成、性能及高效率電致發(fā)光器件[J]. 王志強(qiáng),蔡佳林,張明,鄭才俊,吉保明.  化學(xué)學(xué)報. 2019(03)
[2]環(huán)金屬銥配合物在發(fā)光電化學(xué)池中的應(yīng)用[J]. 周文靜,劉志謙,王志平,胡斯帆,梁愛輝.  有機(jī)化學(xué). 2019(05)
[3]基于2,4,6-三苯基-1,3,5-三嗪和芴單元的激基締合物主體材料的制備與應(yīng)用（英文）[J]. 何煦,肖燏萍,袁鑫磊,葉尚輝,姜鴻基.  有機(jī)化學(xué). 2019(03)
[4]菲并咪唑類衍生物藍(lán)光材料的研究進(jìn)展[J]. 邱志鵬,譚繼華,蔡寧,王凱,籍少敏,霍延平.  有機(jī)化學(xué). 2019(03)
[5]基于苯基修飾策略的新型可溶液加工紅光銥配合物的設(shè)計、合成及電致發(fā)光性能研究[J]. 陳仕琦,代軍,周凱峰,羅艷菊,蘇仕健,蒲雪梅,黃艷,盧志云.  化學(xué)學(xué)報. 2017(04)



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