【摘要】：經(jīng)過(guò)二十多年的蓬勃發(fā)展和當(dāng)前高端應(yīng)用市場(chǎng)需求增長(zhǎng)的不斷刺激，有機(jī)電致發(fā)光技術(shù)在顯示和照明兩個(gè)方面顯示出越來(lái)越明顯的產(chǎn)品優(yōu)勢(shì)，得到廣大科研機(jī)構(gòu)和面板廠(chǎng)商的熱力追捧。近幾年已從學(xué)術(shù)研究階段逐漸過(guò)渡到了產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)階段，不斷的有新的相關(guān)產(chǎn)品問(wèn)世，獲得了廣大消費(fèi)者的普遍認(rèn)可，同時(shí)也促進(jìn)了相關(guān)科研機(jī)構(gòu)對(duì)有機(jī)光電技術(shù)的進(jìn)一步研究。顯示領(lǐng)域方面，伴隨著有機(jī)電致磷光技術(shù)的發(fā)現(xiàn)，器件的最大內(nèi)量子效率從25%提升至100%，大幅提高了器件效率，也成為目前有機(jī)光電顯示領(lǐng)域的主要發(fā)展方向。但對(duì)于磷光材料來(lái)講，為了減小三線(xiàn)態(tài)-三線(xiàn)態(tài)的淬滅現(xiàn)象，一般需要將磷光材料摻雜在主體材料中來(lái)制備發(fā)光層，通過(guò)能量轉(zhuǎn)移使磷光客體發(fā)光。因而，除了磷光客體材料外，主體材料的性質(zhì)對(duì)磷光有機(jī)電致發(fā)光器件的性能也起到了決定性的作用。照明領(lǐng)域方面，由于有機(jī)電致發(fā)光所特有的自發(fā)光、柔性化和面光源等優(yōu)點(diǎn)，有機(jī)電致發(fā)光技術(shù)在照明方面的應(yīng)用逐漸嶄露頭角。但為了滿(mǎn)足對(duì)光譜純度和色度穩(wěn)定性的嚴(yán)苛要求，白光器件的器件結(jié)構(gòu)一般都比較復(fù)雜，限制了白光照明技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展。在此背景下，本論文采用有機(jī)光電材料中稀缺的具有電子受體性質(zhì)的n型半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)喹唑啉基團(tuán)為基本構(gòu)筑單元，通過(guò)連接不同的官能團(tuán)進(jìn)行修飾，得到了四個(gè)系列共七種具有優(yōu)良光電特性的有機(jī)光電材料。將這七種材料通過(guò)簡(jiǎn)單和新穎的器件結(jié)構(gòu)制備了高效的有機(jī)光電器件，在顯示和照明兩方面展現(xiàn)其各自性質(zhì)。通過(guò)器件性能與材料結(jié)構(gòu)的關(guān)系為材料的分子設(shè)計(jì)和器件優(yōu)化提出指導(dǎo)性意見(jiàn)。 1、在第二章中我們通過(guò)簡(jiǎn)單的偶聯(lián)反應(yīng)，將9-苯基咔唑的3,6位分別與一個(gè)和兩個(gè)的喹唑啉結(jié)構(gòu)相連接，合成了兩個(gè)喹唑啉結(jié)構(gòu)的衍生物。光物理性質(zhì)測(cè)試表明這兩個(gè)化合物具有明顯的分子內(nèi)電荷轉(zhuǎn)移性質(zhì)和較高的三線(xiàn)態(tài)能級(jí)。理論計(jì)算表明，這兩個(gè)化合物的電子云呈離域分布狀態(tài)，有利于電子和空穴的雙極性傳輸。以?xún)烧咦鰹榱坠庵黧w材料制備的高效黃光和紅光磷光發(fā)光器件，具有穩(wěn)定且高效的外量子效率。其中，雙取代的結(jié)構(gòu)具有更好的器件表現(xiàn)，以其為主體制備的黃光器件最大亮度為32262cd m2、最大能量效率為56.98lm W1；紅光器件的最大亮度為18144cd m2、最大能量效率為16.49lm W1；兩個(gè)器件的最大外量子效率均為16%。結(jié)合單載流子器件結(jié)果，表明均衡的雙極性主體材料更有利于制備高效的有機(jī)電致發(fā)光器件。 2、在第三章中我們分別通過(guò)簡(jiǎn)單的偶聯(lián)反應(yīng)和經(jīng)典的扣環(huán)反應(yīng)，將三個(gè)喹唑啉結(jié)構(gòu)以不同的取代位點(diǎn)與苯結(jié)構(gòu)的1,3,5位相連接，合成了兩個(gè)中心對(duì)稱(chēng)的喹唑啉結(jié)構(gòu)衍生物。光物理性質(zhì)和電化學(xué)測(cè)試表明，兩個(gè)化合物具有很低的LUMO能級(jí)和較大的能級(jí)間隙。結(jié)合薄膜的熒光發(fā)射和熒光壽命的測(cè)試，證明兩化合物與TCTA混蒸可以得到激基復(fù)合物。通過(guò)摻雜不同濃度的紅光磷光客體，進(jìn)一步證明所形成的激基復(fù)合物可以做為主體材料與客體磷光分子間發(fā)生完全的能量轉(zhuǎn)移。以形成的兩種激基復(fù)合物做為混合型磷光主體材料制備的高效紅光磷光發(fā)光器件的最大功率效率達(dá)到22.72lm W1、最大外量子效率為14%。通過(guò)單載流子測(cè)試表明，混合型主體有效的提高了材料的空穴傳輸能力，更有利于得到高效的有機(jī)電致發(fā)光器件。 3、在第四章中我們通過(guò)簡(jiǎn)單的偶聯(lián)反應(yīng)，將兩個(gè)喹唑啉結(jié)構(gòu)與蒽結(jié)構(gòu)的9,10位相連接，合成了中心對(duì)稱(chēng)的喹唑啉結(jié)構(gòu)衍生物。X射線(xiàn)單晶衍射表明，喹唑啉結(jié)構(gòu)的引入有效的避免了蒽類(lèi)結(jié)構(gòu)中常見(jiàn)的分子間π···π相互作用，分子以C-H···π作用堆疊而成。光物理性質(zhì)和電化學(xué)測(cè)試表明，化合物具有純正的藍(lán)光本征發(fā)射和理想的能級(jí)結(jié)構(gòu)。理論計(jì)算結(jié)果顯示，化合物呈現(xiàn)完全離域的電子云分布狀態(tài)，表明化合物具有良好的空穴和電子遷移能力。進(jìn)一步通過(guò)摻雜不同濃度的橙紅光磷光客體，證明化合物可以同時(shí)做為主體材料和發(fā)光材料與客體磷光分子間通過(guò)不完全的能量轉(zhuǎn)移而形成白光發(fā)射。單載流子器件測(cè)試結(jié)果表明，化合物有出色的載流子遷移特性。分別以化合物為發(fā)光層材料和主體材料制備了高效的藍(lán)光熒光發(fā)光器件和熒光-磷光型白光發(fā)光器件，白光器件的最大亮度為24340cd m2、最大功率效率為13.64lm W1、CIE坐標(biāo)為(0.33,0.36)，并且展現(xiàn)出良好的色度穩(wěn)定性。 4、在第五章中我們通過(guò)經(jīng)典的扣環(huán)反應(yīng)和偶聯(lián)反應(yīng)，將具有強(qiáng)電子給體性質(zhì)的咔唑和二苯胺結(jié)構(gòu)通過(guò)苯環(huán)分別與喹唑啉結(jié)構(gòu)的2位相連接，得到了兩個(gè)具有分子內(nèi)電荷轉(zhuǎn)移性質(zhì)的喹唑啉類(lèi)衍生物。光物理性質(zhì)研究表明，這兩個(gè)化合物的溶液光譜存在明顯的溶劑化效應(yīng)和質(zhì)子化效應(yīng)。通過(guò)與樟腦磺酸摻雜，質(zhì)子化后的固體薄膜發(fā)射產(chǎn)生了顯著的紅移，進(jìn)一步研究表明中性分子與質(zhì)子化分子間存在著能量轉(zhuǎn)移過(guò)程，并可以通過(guò)可控的摻雜濃度達(dá)到不完全能量轉(zhuǎn)移狀態(tài)而產(chǎn)生穩(wěn)定的白光發(fā)射。以與樟腦磺酸的摻雜膜為發(fā)光層，制備了穩(wěn)定而高效的白光器件，其最大亮度達(dá)到13180cd m2、最大能量效率達(dá)到5.14lm W1、顯色指數(shù)為86，CIE坐標(biāo)為(0.36+0.02,0.34+0.01)，具有非常高的色純度和光譜穩(wěn)定性。 綜上所述，在本論文中我們?cè)O(shè)計(jì)合成了四個(gè)系列共七種的喹唑啉結(jié)構(gòu)光電功能材料，并依其性質(zhì)制備了高效的光電器件，分別在顯示和照明領(lǐng)域得以應(yīng)用。通過(guò)對(duì)比、分析器件與材料結(jié)構(gòu)間的關(guān)系，對(duì)擴(kuò)展光電材料體系、優(yōu)化器件結(jié)構(gòu)起到了積極作用。
【學(xué)位授予單位】：吉林大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類(lèi)號(hào)】：TQ253.23;TN383.1
【圖文】：

大學(xué)博士學(xué)位論文有機(jī)體內(nèi)運(yùn)動(dòng)，最后以輻射衰減躍遷的方式從激發(fā)態(tài)回到基態(tài)，即可觀(guān)察到現(xiàn)象，且發(fā)射光的顏色由激發(fā)態(tài)到基態(tài)的能級(jí)差決定。在實(shí)際器件結(jié)構(gòu)中子的注入和復(fù)合效率以及玻璃層、有機(jī)層、金屬層等對(duì)光輸出過(guò)程中的折射作用都會(huì)對(duì)器件的效率產(chǎn)生影響。因此，為了提高器件的實(shí)際應(yīng)用價(jià)值，人斷的采用多種方式對(duì)器件結(jié)構(gòu)進(jìn)行了改善。

輻射躍遷產(chǎn)生的磷光對(duì)電致發(fā)光幾乎沒(méi)有貢獻(xiàn)，從理論上講， 25%。但在含有重金屬原子的有機(jī)配合物中，由于金屬原子和旋耦合相互作用，單線(xiàn)態(tài)和三線(xiàn)態(tài)混雜，使三線(xiàn)態(tài)激發(fā)態(tài)的輻。同時(shí)，也提高了單線(xiàn)態(tài)到三線(xiàn)態(tài)間系間竄越的概率，能發(fā)出。也就是說(shuō)，在這一過(guò)程中，金屬配合物磷光材料既利用了單了三線(xiàn)態(tài)激子。所以，理論上講，利用磷光材料制成的磷光電子效率可以達(dá)到 100%。自有機(jī)磷光材料被開(kāi)發(fā)以來(lái)，多種金道，時(shí)至今日依舊被廣泛使用的磷光發(fā)光材料主要有：藍(lán)光磷m(III)bis(4,6-di-fluorophenyl)- pyridinato-N,C-picolinate)[20]；綠(ppy)3(fac-tris(2-phenylpyridine) irdium)[ 21 ]； 紅 光 磷 光 材c)(bis(1-phenylisoquinolinato) (acetylacetonate)iridium)等，其結(jié)。

第 1 章 前言9圖 1.3 主客體摻雜體系中能量轉(zhuǎn)移方式示意圖1.3.3 雙極性磷光主體材料按照載流子傳輸性質(zhì)的不同，主體材料可以分為空穴型主體材料、電子型主體材料和雙極性主體材料�？昭ㄐ椭黧w材料分子中通常含有電子給體基團(tuán)，表現(xiàn)為空穴主導(dǎo)的傳輸性質(zhì)[27]；電子型主體材料相對(duì)來(lái)說(shuō)比較稀缺，材料分子中通常含有電子受體基團(tuán)，表現(xiàn)為電子主導(dǎo)的傳輸性質(zhì)[28]。但是當(dāng)采用這兩種類(lèi)型的主體材料時(shí)，由于載流子傳輸?shù)牟黄胶庑�，均�?huì)使激子的復(fù)合區(qū)域過(guò)于的鄰近電子傳輸層或空穴傳輸層與發(fā)光層的界面處，使得激子復(fù)合區(qū)域變窄，加速三線(xiàn)態(tài)-三線(xiàn)態(tài)的淬滅，進(jìn)而造成器件效率比較大的滾降，同時(shí)也會(huì)影響發(fā)光顏色的純度。近年，人們對(duì)主體材料的研究已經(jīng)由高載流子遷移特性的空穴或電子型主體材料逐漸引申到了對(duì)同時(shí)具有均衡空穴

【共引文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2755940