本文關鍵詞：基于三苯基膦氧結構的寬能隙有機光電材料的合成與表征

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【摘要】：近三十年來,有機電致發(fā)光二極管(Organic Light-Emitting Diodes,OLEDs)由于在固態(tài)照明和平板顯示方面所具有的巨大應用潛力,引起了學術界和商業(yè)界的廣泛關注。但是,目前OLEDs的研究遭遇了瓶頸,基于主客體摻雜的磷光有機發(fā)光二極管(Phosphorescence Organic Light-Emitting Diodes,PhOLEDs)雖然實現(xiàn)了理論上100%的內(nèi)量子效率利用率,而尋找具有理想的電性能和高器件性能的主體材料一直是研究的難題之一。對于PhOLEDs的主體材料的結構設計的一個新穎的設計思路就是通過三苯基膦氧橋聯(lián)其它基團,利用三苯基膦氧結構的吸電子特性,通過引入一定比例和數(shù)目的富電子基團可以構筑雙極性主體材料來簡化器件結構。本課題主要將咔唑和由芴單元衍生的新穎結構單元氧雜蒽引入到三苯基膦氧結構上,制備了一系列小分子和高分子主體材料,采用核磁(NMR)、質(zhì)譜(GC-MS)和元素分析等手段對材料的分子組成和化學結構作了定性和定量分析;通過差式掃描量熱法(Differential Scanning Calorimetry,DSC)和熱重分析儀(Thermo Gravimetric Analyzer,TGA)研究了材料的穩(wěn)定性;通過循環(huán)伏安法(Cyclic Voltammetry,CV)和紫外-熒光(Ultraviolet absorption and Photoluminescence,UV-PL)光譜研究了材料的能級結構和光物理性質(zhì),在此基礎上進行了器件應用,進一步驗證了材料的化學結構和光電性質(zhì)之間的關系。首先,我們合成了兩種基于三苯基膦氧橋聯(lián)咔唑和氧雜蒽基團的小分子材料2SFOPO和SFOPO-Cz。兩種材料都表現(xiàn)出了較高的熱穩(wěn)定性,玻璃化轉變溫度(Tg)在100°C以上,5%質(zhì)量分解溫度也超過了400°C。兩種材料均表現(xiàn)出了較寬的能隙(E g)。此外,兩種材料表現(xiàn)出了較高的三線態(tài)能級(ET)。兩種材料作為主體材料在器件上的應用,Ir(ppy)3作摻雜材料的綠光器件表現(xiàn)出了較高的器件性能,最高電流效率達到52.83 cd·A-1,最大功率效率達到39.50 lm·W-1,最高外量子效率達到14.1%,而且光譜表現(xiàn)出較好的色純度。Ir(pq)2(acac)作摻雜材料的紅光器件同樣也表現(xiàn)出了較優(yōu)異的器件性能,最高電流效率達到20.99 cd·A-1,最大功率效率達到20.72 lm·W-1,最高外量子效率達到14.0%。接著,我們通過在三苯基膦氧苯環(huán)不同位置上引入溴,然后將得到的衍生物和咔唑硼酸酯通過Suzuki偶聯(lián)反應,制備四種聚合物PB13CZ,PTPPO38CZ,PTPPO13CZ和PTTPO27CZ。四種聚合物都具有很好的熱穩(wěn)定性,5%質(zhì)量分解溫度均超過400°C。通過表征聚合物的紫外吸收光譜,說明四種聚合物具有較寬的能隙。我們通過表征低溫磷光光譜得出四種聚合物的三線態(tài)能級均在2.70 eV。聚合物PB13CZ,PTPPO38CZ,PTPPO13CZ和PTTPO27CZ在常見有機溶劑中均顯示非常好的溶解性。我們利用旋涂方式,以PTPPO13CZ和PTTPO27CZ兩種聚合物為主體材料,制備了綠光PhOLEDs。聚合物PTTPO27CZ和PTPPO13CZ為主體的器件的啟亮電壓為6.2 V和6.7 V,最大電流效率為1.96cd A-1和0.44 cd A-1,最大亮度為1736cd m-2和432 cd m-2,最高外量子效率為0.55%和0.14%。以聚合物PTTPO27CZ為主體材料的器件性能要明顯好于以PTTPO27CZ為主體材料的器件性能。通過本論文的研究可以發(fā)現(xiàn),三苯基膦氧橋聯(lián)衍生物的引入對提高和調(diào)節(jié)有機光電功能材料的綜合光電性能具有重要作用。如果繼續(xù)拓展這方面的研究,對于發(fā)展高性能有機電致磷光器件主體材料有十分重要的促進作用。
【學位授予單位】：南京郵電大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：O627.51;TN383.1

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本文編號：1171262