基于哒嗪基团的双极性主体材料设计/合成及其OLED器件研究

摘要

OLED（Organic Light-Emitting Diode）是基于有机材料的一种电流型半导体发光器件，具有全固态、自发光、快速响应、对比度高、宽视角、工作电压低、重量轻、功耗低和可用于柔性衬底等特点。对于显示和照明的应用，OLED已经在过去三十年中引起了巨大的关注。本论文着重于研究OLED功能材料：设计、合成了新型的基于哒嗪基团的双极性主体材料，以及研究相关器件性能，如下：
　　一、合成两种新型的双极性主体材料3CzPyaPy和4CzPyPyaPy，之后对它们分别进行核磁、高分辨质谱和单晶X射线衍射分析的结构表征。基于热分析、光物理、电化学和量子化学计算的研究，揭示了关键的分子电子结构以及结构-性能关系，而且关于哒嗪基团掺入双极性主体材料的报道非常罕见。
　　二、由于热稳定性是OLED应用中功能材料的基本要求之一，为了揭示3CzPyaPy的热衍变性质，我们制备了3CzPyaPy薄膜在不同温度下进行热退火。材料在25℃到180℃的热处理下，吸收与发射的强度和轮廓无发生明显的变化；由SEM和AFM图看出3CzPyaPy薄膜较为光滑、均匀。因此我们证明3CzPyaPy具有良好的热稳定性和形态稳定性。
　　三、3CzPyaPy的单载流子器件表明它具有双极性传输性质。随后我们研究了3CzPyaPy作为主体的5种器件：a）制备基于Ir(ppy)3的绿光磷光器件，进行结构和掺杂浓度的优化，得到最优器件的掺杂浓度为2%，最大效率为54.0cd A-1（17.7%）；b）4CzIPN作为客体材料的热激活延迟荧光（TADF）器件最大效率为15.6cd A-1（5.9%）；c）在蓝光磷光OLED的研究中，因为3CzPyaPy的三线态能量值略低于FIrpic，不能够将载流子有效地限制在发光层内，得到的效率较低；d）基于BD-1为客体的蓝色荧光OLED在掺杂浓度为2%时，器件的最佳效率达到12.1cd A-1（8.2%），在最好的蓝色荧光器件之列；e）最后，橙色磷光材料Ir(BPPya)2acac掺杂浓度为6%时得到最大效率为28.2cd A-1（10.9%）。

目录

声明

第一章 绪论

1.1OLED中主体材料的研究背景和意义

1.2主体材料研究进展

1.3基于哒嗪的双极性主体材料

1.4本论文的设计思想及主要研究内容

第二章 研究方法

2.1 材料的合成与表征方法

2.2OLED 器件的基本结构

2.3OLED 器件的制备与表征方法

2.4本章小结

第三章 基于哒嗪基团的双极性主体材料的合成及其相关性能的研究

3.2材料的合成部分

3.3双极性主体材料的合成

3.4材料的结构表征

3.5材料的性能表征

3.6本章小结

第四章 3CzPyaPy的热衍变性质研究

4.2材料薄膜在不同退火温度下的光物理性质

4.3材料薄膜在不同退火温度下的形态稳定性

4.4本章小结

第五章 3CzPyaPy器件的制备及表征

5.2磷光绿光器件的研究

5.3TADF 型绿光器件

5.4磷光/荧光蓝光器件

5.5磷光橙光器件

5.6本章小结

第六章 总结与展望

6.2创新点

6.3展望

参考文献

附录1 攻读硕士学位期间撰写的论文

附录2 攻读硕士学位期间申请的专利

附录3 攻读硕士学位期间参加的科研项目

致谢