论文部分内容阅读
有机发光二极管(Organic Light Emitting Diode,OLED)凭借自身质地轻薄、高亮度、快响应、广视角等优势在照明及显示领域占据着一席之地。OLED可以实现红光到蓝光的全色彩自发光,但目前对蓝光和红光OLED的研究相比于绿光较为滞后。由于红光及近红外发光材料在光学通信、信息存储、生物成像、夜视等方面的广阔应用前景以及市场对高效红光材料的需求,很多科研工作者将工作重心集中到高效红光OLED的研究上。传统的荧光发射OLED器件由于轨道跃迁的限制,仅能利用25%的单线态激子,在器件效率的提升上存在上限。近些年来兴起的热活化延迟荧光材料(Thermally Activated Delayed Fluorescence,TADF)虽然可以通过反系间窜跃(Reverse Intersystem Crossing,RISC)过程实现理论上全部激子的利用,但是分子设计以及器件光色、稳定性等方面的挑战,使之难以实现普遍的商业应用。磷光材料通过引入铱(Ⅲ)、铂(Ⅱ)等重原子,可以实现三重态激子(T1)到单重态(S0)的跃迁,进而达到100%的激子利用。同时,磷光配合物中若含有刚性的配位结构,则可减少由于分子振动或转动引起的非辐射跃迁,对提高器件的量子产率及效率有很大的帮助,因此目前商业上常用的发光材料多为磷光材料。由于高浓度的磷光材料容易发生三重态-三重态湮灭(T-T湮灭)现象,因此常将磷光客体掺杂至主体材料中制备器件,故而合适的主体材料对提高的器件性能至关重要。基于此,本文的工作重点在发光层主客体材料的设计合成与研究上。希望基于刚性配体的Ir(Ⅲ)配合物可以实现更好的器件效率,同时对含有较新受体结构单元的主体材料进行设计研究。1.基于非刚性环化配体的红光Ir(Ⅲ)配合物Ir(mphmq)2(tmd)的拓展探究,通过烷基乙基链将配体单元中的苯基和喹喔啉基团键连起来,形成刚性配体,从而抑制分子的振动与转动。据此,我们制备合成了红光发射的配合物Ir-DHBA和Ir-F-DHBA,两个分子掺杂在激基复合物主体中的器件外量子效率(External Quantum Efficiency,EQE)均可达到28%以上。除此之外,两个材料在二氯甲烷溶液中的荧光量子产率(Photoluminescence Quantum Yield,PLQY)分别为 87.8%和 88.3%。对比于已报道的Ir(mphmq)2(tmd)磷光材料的器件电流效率(Current Efficiency,CE)、功率效率(PowerEfficiency,PE)和 EQE 分别为 30.1 cd A-1、32.01m W-1 和 24.6%,刚性Ir-DHBA和Ir-F-DHBA配合物实现了更高的器件效率,其最大CE、PE与EQE 分别可达 50.0cd A-1、67.91m W-1、25.8%和 47.1 cd A-1、64.61m W-1、27.8%。这一结果表明了设计含有刚性骨架的高效Ir(Ⅲ)磷光配合物具有很大的发展潜力。2.基于较新型的受体单元亚氨基二苄为中心,三苯胺为给电子基,我们设计了合成了一系列红光主体材料7R-1、7R-2和7R-3。通过分析测试,三个分子具有良好的热稳定性,其热分解温度分别为445℃、446℃和425℃,且玻璃态转化温度均高于130℃,有利于器件的制备与稳定性。以3 wt%的Ir-F-DHBA为客体掺杂在该系列主体中制备器件,得到了较好的器件结果。其中以7R-1和7R-2为主体材料的器件的电致发光峰波长位于600 nm处,器件EQE均可达22%,并且具有相对较好的器件稳定性。