以咔唑为电子给体的热活化型延迟荧光蓝光材料的合成与光电性能研究

摘要

过去的几十年间，OLED因其优于传统显示照明的各项优点，而得到广泛关注。在OLED的制备和优化中，发光材料的选择至关重要，其性质是决定器件性能的重要因素之一。与绿光、红光等发光材料相比，蓝光材料的发展相对落后，表现在稳定的深蓝光材料短缺，发光效率不高，发光寿命短等。近几年来，全有机的热活化型延迟荧光(Thermally Activated Delayed Fluorescence，TADF)材料主要由于由于内量子效率高（理论可达100％）、稳定性好、成本低廉而引起广泛关注。开发新型热活化型延迟荧光蓝光材料就成为了研究热点之一。
　　作为一种重要的给电子基团，咔唑具有刚性的结构、较高的热稳定性、高的三线态能级和优良的空穴传输能力，本文利用咔唑的以上特性，以其为电子给体基团，通过改变电子受体基团结构或电子给体基团的共轭程度，合成新型热活化型延迟荧光蓝光材料，并研究分子的构效关系。具体而言，本文做了以下工作：
　　1.引入氟原子作为第二电子受体基团，调控分子能级，合成了基于对氟苯腈为核心受体单元的咔唑衍生物2,3,5,6-四咔唑-4-氟苯腈(CyFbCz)。化合物 CyFbCz作为一种新型高效热活化型延迟荧光蓝光材料(λPL428 nm,)，表现出优良的热稳定性和非晶稳定性(Tg170℃，Td429℃)。以之为发光层制备的有机电致发光器件，发光峰λEL位于448nm处，保持蓝光发射。实现了最大亮度2526.8 cd/ m2，最大电流效率6.64 cd/A和CIE坐标(0.18,0.13)等较优异的电致发光效率。
　　2.通过在咔唑3,6-位引入咔唑树枝单元，改变电子给体的共轭程度，调控分子单线态-三线态能级差（ΔEST），尝试非掺杂型器件：合成了基于双苯砜为核心受体单元的咔唑类树枝状 TADF分子4,4'-对（3,6-二叔丁基咔唑）二苯基砜(G1)，4,4'-对-3,6-二(3,6-二叔丁基咔唑)咔唑二苯基砜(G2)，4,4'-对3,6-二（3,6-二（3,6-二叔丁基咔唑）咔唑）咔唑二苯基砜(G3)。化合物G1，G2，G3作为一类新型高效热活化型延迟荧光蓝光材料(λPL分别位于406 nm，438 nm，439 nm)，并表现出优良的热稳定性和非晶稳定性(Tg分别为179℃，243℃，323℃)。其中以G2为发光层制备的非掺杂型有机电致发光器件，发光峰λEL位于434nm处，保持深蓝光发射；实现光致发光效率的最大亮度是2313 cd/m2，最大电流效率为4.07 cd/A以及最大功率效率3.28 lm/W等较优异的光致发光效率。

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第一章 绪论

1.1 引言

1.2 有机电致发光机理

1.3 热激活延迟荧光材料进展

1.4咔唑衍生物蓝光材料

1.5 本文的研究目的、意义和内容

第二章 以对氟苯腈为受体的咔唑类TADF材料

2.1 引言

2.2 实验部分

2.3 结果与讨论

2.4 本章小结

第三章 以二苯砜为受体的咔唑类TADF材料

3.1 引言

3.2 实验部分

3.3 结果与讨论

3.4 本章小结

第四章 结论、创新点及展望

4.1 结论

4.2 创新点

4.3 展望

参考文献

附录

致谢

硕士期间发表的学术成果