基于联咔唑为骨架的双极主体材料的合成及其在有机电致发光器件中的应用

咔唑类衍生物具有良好的空穴传输性能和较高的三重态能级,在有机电致发光器件中一般用来构建空穴传输材料和主体材料。本文通过在联咔唑的3和6位引入具有电子传输能力的氰基,设计合成了一种以双咔唑二聚体为分子骨架的新型双极性有机电致发光主体材料6,6’-双氰基-9,9’-二苯基-3,3’-联咔唑（BCzDCN）,研究了其发光性能、热稳定性和电化学性质。低温磷光发射光谱测试表明BCzDCN的三重态能级高于传统的天蓝色磷光掺杂材料双（4,6-二氟苯基吡啶-N,C²’）吡啶甲酰合铱（FIrpic）。以BCzDCN为主体材料,FIrpic和双（4-苯并噻吩）[3,2-C]吡啶-N,C²’）乙酰丙酮合铱（PO-01）分别为蓝色和黄色磷光掺杂材料,制备了蓝色和白色有机磷光发光二极管器件。器件的最大电流效率分别达到34.6 cd/A和59.0 cd/A。并且在1000 cd/m²亮度下的效率滚降仅有4.1%和5.1%。     

双极绿色磷光主体材料1-甲基-3-[4-(9-咔唑基)苯基]-4-苯基喹啉-2(1H)-酮的合成与性能研究

设计并合成了一种基于喹诺酮衍生物的双极绿色磷光主体材料1-甲基-3-[4-(9-咔唑基)苯基]-4-苯基喹啉-2(1 H)-酮.计算发现,化合物的HOMO轨道的电子云位于咔唑基团,LUMO轨道的电子云位于喹诺酮基团,是一种良好的双极材料.化合物的磷光发射峰为515 nm(2.41 eV),符合绿色磷光主体材料的基本要求(>2.4 eV).热失重和差热分析结果表明,该化合物具有较高的热稳定性,分解温度和玻璃化转变温度分别为312℃和105℃.研究结果表明:该新型化合物是一种潜在的具有双极特性的绿色磷光主体材料.     

含吡啶基团的双极主体材料的合成、性能与蓝光电致磷光器件研究

吡啶类衍生物具有较好的电子传输性能和较高的三线态能级,在有机电致发光中一般用来构建电子传输材料或主体材料中的电子传输单元.本文通过将吡啶的2,6位与三苯胺或N-苯基-咔唑的邻位连接设计合成了两个基于吡啶的双极主体材料DTPAPPy和DCzPPy.它们的三线态能级分别为2.64和2.70eV.以它们作为主体材料制备的基于Firpic的蓝光磷光器件最大电流效率分别为15.4和25.3cd/A.     

超薄铝/碳酸锂修饰氧化铟锡阴极制备蓝色磷光反转底发光有机发光二极管

在氧化铟锡（ITO）阴极上依次蒸镀2 nm铝和2 nm碳酸锂（Li2CO3）薄膜作为电子注入层,成功制备出器件结构为ITO/Al/Li2CO3/SPPO13/SPPO13∶FIrpic/TCTA/MoO3/Al(SPPO13：2,7-双（二苯基磷）-9,9′-螺二[芴];FIrpic：双(4,6-二氟苯基吡啶-N,C2)吡啶甲酰合铱;TCTA：4,4′,4″-三(咔唑-9-基)三苯胺)的蓝色磷光反转底发光有机发光二极管（IBOLED）。 结果表明,Al/Li2CO3作为电子注入层可以有效降低ITO与有机材料之间的电子注入势垒,蓝色磷光IBOLED的起亮电压由11 V降至4.2 V,器件的发光效率也得到有效提高。 蓝光磷光IBOLED的最大电流效率与功率效率分别达到了28.2 cd/A和19.6 lm/W,制备出的反转结构器件性能可与传统正置结构比美,说明Al/Li2CO3可以作为反转有机发光二极管优良的电子注入层。     

高效溶液法小分子磷光电致发光器件研究

以小分子化合物CDBP[4,4′-bis(carbazol-9-yl)-9,9-dimethyl-fluorene]为主体材料,Ir(pppy)3[tris(5-phenyl-10,10-dimethyl-4-aza-tricycloundeca-2,4,6-triene)Iridium(III)]为磷光客体材料,采用溶液法和真空蒸镀法相结合的制备工艺,制作了小分子磷光电致发光器件.研究表明,通过器件结构的优化,Ir(pppy)3(重量百分比为2)掺杂的多层绿光电致发光器件效率达22.0 cd/A,最大亮度达到26600 cd/m²,这一结果可与当今基于真空蒸镀的小分子或基于溶液法的高分子磷光电致发光器件性能相媲美.本工作为降低有机电致发光器件的成本,扩展溶液法有机电致发光器件制备工艺中材料的选择范围提供了实验依据.     

含有吲哚并咔唑基团的热激发延迟荧光双极性主体材料的设计、合成及应用

设计合成了一种含吲哚并咔唑基团的有机电致发光主体材料10-苯基-10-(4-(7-苯基吲[2,3-b]咔唑-5(7H)-基)苯基)蒽-9-(10H)-酮(DphAn-5PhIdCz).通过核磁氢谱对其结构进行了表征,测试了它的紫外-可见吸收波长、荧光发射波长、荧光量子产率和瞬态荧光寿命等光物理性能,该材料具有双极性和热延迟荧光特性.通过将DphAn-5PhIdCz作为绿色发光体(ppy)2Iracac的主体,制备了高效低滚降的磷光有机电致发光器件(PhOLED),其最大发光效率达到56.12 cd·A-1,外量子效率15.70%,最大功率效率71.3lm·W-1.这些数据表明Dph An-5Ph IdCz作为Ph OLED主体材料在有机发光二极管(OLED)显示和照明具有较大的潜在应用价值.     

具有电子传输特性的Be金属配合物作为磷光主体材料的电致发光性能

采用具有优良电子传输特性的铍金属配合物二合铍(Ⅱ)(Bempp)作为磷光客体材料二(2-苯基吡啶)(N,N'-二异丙基苯甲脒)合铱(Ⅲ)(PPP)的主体材料制备磷光电致发光器件. 与经典的空穴传输型主体材料4,4'-二(N-咔唑)联苯(CBP)相比, Bempp更有利于空穴、 电子的注入及传输的平衡, 与PPP间存在更高效的能量转移. 该器件的各项性能指标, 包括最大效率和流明效率(63.1 cd/A和54.0 lm/W), 均明显高于采用CBP作为主体材料的磷光器件.     

一步法合成螺双芴及螺氧杂蒽衍生物及其在有机发光二极管中的应用：性能增强及相关的光学现象关

以芴为原料,以钯为催化剂一步合成了2-(9-苯基芴基)-9,9′螺二芴(PF-SBF)。以PF-SBF作为有机发光二极管的发光及主体材料(FIrpic为磷光客体)时,观察到了不同于PF-SBF及FIrpic发光的红光带。这分别源于PF-SBF分子间的聚集和发光层/传输层诱导的激基复合物。通过选择合适的空穴和电子传输层,有效抑制了激基复合物的发光。同时,PF-SBF和TAPC双主体的结构不仅实现了纯FIrpic和Ir(ppy)3蓝光和绿光,还大幅提升了器件性能。蓝光、绿光器件的最大电流效率和最大亮度分达到16.7、50.5 cd·A^-1和7857 cd·m^-2(11 V)、23390 cd·m^-2(8 V)。另外,除了PF-SBF,利用相似的合成方法,我们也合成了2-(9-苯基芴基)-9,9′螺芴氧杂蒽(PF-SFX),其较大的三线态能级(2.8 eV)较PF-SBF更适合做蓝光主体。以TAPC和PFSFX为双主体的器件最大电流效率提升到了22.6 cd·A^-1。所有实验结果均表明,PF-SBF和PF-SFX是构建高效绿光/蓝光磷光主体材料的有效结构单元。     

三苯胺为中心核的咔唑树枝状主体材料的合成与性能表征

以三苯胺为中心核,第二代的齐聚咔唑为树枝,设计合成了树枝状主体材料H2A。树枝状化合物H2A具有良好的成膜性和优异的热稳定性(Tg=351℃),其三线态能级为2.84 eV。采用H2A作为蓝光铱配合物双(4,6-二氟苯基吡啶-N,C2)吡啶甲酰合铱(FIrpic)的主体材料,制得的蓝光磷光器件的启亮电压为4.8V,最大功率效率为7.0 lm/W,两项指标均优于以4,4',4″-三(N-咔唑基)三苯胺(TCTA)为主体材料的相应器件(6.0 V,6.1 lm/W)。     

自主体发光的蓝绿色磷光Ir(Ⅲ)配合物的合成及光电特性

合成了一类自主体蓝绿色磷光铱(Ⅲ)配合物(CzPhBI)₂Ir(tfmptz), (CzPhBI)₂Ir(tfmpptz)和(CzPhBI)₂Ir(fpptz)[其中CzPhBI, tfmptz, tfmpptz和fpptz分别为9-[6-(2-苯基-1-苯并咪唑基)己基]-9-咔唑、 2-(5-三氟甲基-1,2,4-三唑基)吡啶、 2-(5-[4-(三氟甲基)苯基]-1,2,3-三唑)吡啶和2-[5-(4-氟苯基)-1,2,3-三唑]吡啶]. 通过核磁共振氢谱和氟谱及元素分析确定其分子结构, 并对其光物理性能进行了研究. 利用该类配合物作为单发光层制备了器件结构为氧化铟锡(ITO)│N,N'-二苯基-N,N'-二(1-萘基)-1,1'-联苯-4,4'-二胺(NPB)(30 nm)│4,4'-N,N'-二咔唑基联苯(CBP)(15 nm)│Ir配合物(30 nm)│1,3,5-三(1-苯基-1H-苯并咪唑-2-基)苯(TBPI)(30 nm)│LiF(1 nm)│Al(100 nm)的电致发光器件, 其最大亮度为6913 cd/m², 最大发光效率达13.9 cd/A.     

Highly Efficient Orange and Warm White Phosphorescent OLEDs Based on a Host Material with a Carbazole–Fluorenyl Hybrid

A new carbazole–fluorenyl hybrid compound, 3,3′(2,7‐di(naphthaline‐2‐yl)‐9H‐fluorene‐9,9‐diyl)bis(9‐phenyl‐9H‐carbazole) (NFBC) was synthesized and characterized. The compound exhibits blue‐violet emission both in solution and in film, with peaks centered at 404 and 420 nm. In addition to the application as a blue emitter, NFBC is demonstrated to be a good host for phosphorescent dopants. By doping Ir(2‐phq)₃ in NFBC, a highly efficient orange organic light‐emitting diode (OLED) with a maximum efficiency of 32 cd A^?1 (26.5 Lm W^?1) was obtained. Unlike most phosphorescent OLEDs, the device prepared in our study shows little efficiency roll‐off at high brightness and maintains current efficiencies of 31.9 and 26.8 cd A^?1 at a luminance of 1000 and 10 000 cd m^?2, respectively. By using NFBC simultaneously as a blue fluorescence emitter and as a host for a phosphorescent dopant, a warm white OLED with a maximum efficiency of 22.9 Lm W^?1 (21.9 cd A^?1) was also obtained.     

Novel thioxanthone host material with thermally activated delayed fluorescence for reduced efficiency roll-off of phosphorescent OLEDs

A symmetrical host material, 2,7-di(9,9-dimethyl-9H-fluoren-1-yl)-9H-thioxanthen-9-one (DMBFTX), with TADF property was firstly developed. The red phosphorescent OLED based on this TADF host displays a lower EQEs rolloff of 38.8% at a luminance of 10 000 cd/m² as compared to 71.2% of commercial mCP host, which is resulted from the upconversion of DMBFTX from triplet to singlet.     

窄光谱磷光配合物的设计及电致发光性能

通过对螯合配体及辅助配体的设计与筛选, 构筑了一种全新的天蓝光铱金属配合物(MeFPyPy)₂Ir(dipcMePy)(简称MFPMP), 实现了三重态配体中心、 三重态金属-配体电荷转移和/或三重态配体-配体电荷转移跃迁类型混合比例较优化的发光过程. 以MFPMP作为发光体的磷光有机电致发光器件实现了半峰宽为52 nm, 最大发光波长为476 nm的窄光谱、 单峰型、 高亮度、 高效率天蓝光发射, 并在1000 cd/m²的实用亮度下保持了25%以上的外量子效率(EQE), 与目前报道的最高水平有机电致发光器件性能相当. 本工作为进一步开发色纯度更高、 更具有实用性的磷光配合物发光材料提供了一条可行的途径.     

Polyfluorene containing diphenylquinoline pendants and their applications in organic light emitting diodes

We present a short, efficient synthetic route for the preparation of a novel polyfluorene copolymer (PF‐Q) containing two electron‐deficient, 2,4‐diphenylquinoline groups functionalized at the C‐9 positions of alternate fluorene units that form a three‐dimensional cardostructure. The presence of the rigid bulky pendent groups leads to a polyfluorene possessing a high glass‐transition temperature (207 °C) and very good thermal stability (5% weight loss observed at 460 °C). A photoluminescence study revealed that the Förster energy transfer from the excited quinoline groups to the polyfluorene backbone is very efficient; it also demonstrated that the commonly observed aggregate/excimer formation in polyfluorenes is suppressed very effectively in this polymer, even after it has been annealed at 150 °C for 20 h. A light emitting diode (LED) device prepared with PF‐Q as the emitting layer exhibits a stable blue emission with a maximum brightness of 1121 cd/m² at 12 V and a maximum external quantum efficiency of 0.80% at 250 cd/m². We also used PF‐Q, which contains diphenylquinoline units that behave as electron‐transporting side chains, as a host material and doped it with 2.4 wt % of a red‐emitting phosphorescent dye, Os(fppz), to realize a red electroluminescence with CIE color coordinates of (0.66, 0.34). The doped device exhibits a maximum external quantum efficiency of 6.63% (corresponding a luminance efficiency of 8.71 cd/A) at a current density of 47.8 mA/cm², together with a maximum brightness of 10457 cd/m². © 2005 Wiley Periodicals, Inc. J Polym Sci Part A: Polym Chem 43: 859–869, 2005     

Efficient and Low-voltage Phosphorescent Organic Light-emitting Devices Based on Blue Iridium Complex Host

By adopting a phosphorescent host/guest system consisting of blue iridium complex as host and a series of phosphorescent dyes as guest, efficient and low-voltage monochromic organic light-emitting devices(OLEDs) were fabricated. The devices with blue iridium host have higher power efficiency than the device with the conventional host 4,4'-N,N'-dicarbazole-biphenyl. The enhancement of the maximum power efficiency in green phosphorescent device can reach 37.2%. Dichromatic white OLED could be achieved by simply adjusting the concentration of the orange dyes. At a brightness of 1000 cd/m², the power efficiency of the white device is 8.4 lm/W with a color rendering index of 76.     

两种基于氮杂环结构铱(Ⅲ)配合物的合成及有机电致发光性能

以苯基嘧啶/吡啶基嘧啶为母核, 同时引入2个三氟甲基(CF₃)合成了2-[3,5-二（三氟甲基）苯基]-5-氟基嘧啶(tfmphfppm)和2-[2,6-二（三氟甲基）-4-吡啶基]-5-氟基嘧啶(tfmpyfppm)主配体, 并以2-(5-苯基-1,3,4-噁二唑-2-)苯酚(pop)为辅助配体合成了2种铱(III)配合物Ir(tfmphfppm)₂(pop)和Ir(tfmpyfppm)₂(pop), 其发射光谱峰分别位于484和504 nm, 分别属于蓝绿光和绿光发射, 发光量子效率分别达到76%和89%. 由于氮杂环和2,5-二苯基-1,3,4-噁二唑基团的存在, 配合物具有较低的最低未占据分子轨道(LUMO)能级和较高的电子迁移率. 以2种 铱(III)配合物为发光中心制备的有机电致发光器件(OLED)显示了较好的器件性能, 其最大亮度(L_max)、 最大电流效率(η_{c, max})、 最大功率效率(η_{p, max})和最大外量子效率(EQE_max)分别为33379 cd/m², 76.55 cd/A, 31.59 lm/W和26.7%; 并且该器件显示了比较小的效率滚降, 在亮度为1000 cd/m²时, 器件的η_c仍然可以达到72.71 cd/A. 本文结果表明, 氮杂环、 2,5-二苯基-1,3,4-噁二唑和三氟甲基基团可以有效提高铱(Ⅲ)配合物的发光性能和电子迁移率, 从而提高器件的性能.