新型铱配合物的合成及基于磷光/荧光机制的OLED研究

摘要

作为一种新型的显示和照明技术，有机电致发光器件（organic light emitting devices, OLEDs）因其主动发光、响应时间快、成本低廉等优势赢得了学术界和产业界的广泛关注。根据发光层材料的不同，OLED可分为荧光OLED和磷光OLED（PhOLED）。相比于内量子效率（internal quantum efficiency, IQE）最高为25％的传统荧光器件，当下的磷光器件和热激活延迟荧光（thermally activated delayed fluorescence, TADF）器件的内量子效率最高均可达到100%，显示出应用的光明前景。本论文的研究内容包括基于磷光和热激活延迟荧光机理的有机电致发光器件，可分为三个部分：
　　1.有机电致磷光材料Ir(Npppya)3的合成：基于C^N=N结构，通过引入具有良好空穴传输性能的2-苯基萘胺基团，合成出新型铱配合物。并对其进行了光物理性能、电化学性能等测试。结果表明，材料的光致发光发射峰在557 nm处。材料的最高占据轨道（the highest occupied molecular orbital,HOMO）和最低空置轨道（the lowest unoccupied molecular orbital,LUMO）能级分别为-5.34 eV和-3.11 eV。材料的荧光量子产率高达0.95。另外，材料的热稳定性优异。所有这些特性都表明它在磷光器件上的巨大潜力。
　　2.基于Ir(Npppya)3的有机电致磷光器件研究：采用主客体掺杂体系，用CBP(4,4’-N,N’-dicarbazole-biphenyl)作主体材料，以新合成的铱配合物作为客体掺杂材料，制备了结构为ITO/NPB(40 nm)/CBP:x%Ir(Npppya)3(30 nm)/BCP(8 nm)/Alq(30 nm)/LiF(1 nm)/Al的器件。结果发现，磷光材料的掺杂浓度在6%时器件性能最好。然后又制备了双主体磷光器件，经过探索发现器件结构为 ITO/NPB(40 nm)/TCTA(10 nm)/mCP(10 nm)/mCP:B3PYMPM:Ir(Npppya)3(1:1,6%,15 nm)/B3PYMPM(20 nm)/LiF(1 nm)/Al时，效率最好，最大电流效率和功率效率分别为14.26 cd/A和5.79 lm/W。
　　3.引入热激活延迟荧光材料的有机电致发光器件：引入相对于磷光材料成本较低的热激活延迟荧光材料——高效的蓝光材料 DMAC-DPS，制备蓝光单色器件并进行了性能优化工作，然后采用互补色白光器件结构，引入具有斯托克斯位移现象的黄色荧光材料HBT-pa，制备出器件ITO/MoO3(1 nm)/mCP(40 nm)/DMAC-DPS：HBT-pa（1:1）(30 nm)/DPEPO(10 nm)/Alq(40 nm)/LiF(1 nm)/Al，最大亮度为1802.84 cd/m2，最大电流效率达5.18 cd/A，最大功率效率为3.58 lm/W，最好的色坐标值为（0.28，0.39）。

目录

封面

声明

中文摘要

英文摘要

目录

第一章 绪论

1.1引言

1.2有机电致发光器件的研究进展

1.3基于磷光材料的OLED

1.4基于热激活延迟荧光材料（TADF）的OLED

1.5有机电致发光器件的现存缺点

1.6本论文的主要工作及其意义

第二章 OLED机理及其研究方法

2.1有机电致发光器件的机理及常见结构

2.2器件制备及测试

2.3器件的表征方法

第三章 磷光客体材料Ir(Npppya)3的合成和性质研究

3.1磷光客体材料的合成方法概述

3.2 Ir(Npppya)3的合成及表征

3.3 Ir(Npppya)3的性质研究

3.4本章小结

第四章 有机电致磷光器件的研究

4.1引言、器件结构设计及相关有机材料

4.2单主体磷光器件的光电性能

4.3混合主体磷光器件的光电性能

4.4本章小结

第五章 白色有机电致发光器件的研究

5.1引言、器件结构设计及相关有机材料

5.2蓝光TADF器件

5.3白光TADF器件

5.4本章小结

第六章 总结与展望

参考文献

攻读硕士学位期间撰写的论文

攻读硕士学位期间参加的科研项目

致谢