新型AIE发光材料和主体材料的设计合成及其在有机发光二极管中的应用

• 作 者: 胡世民
• 出 处: 华南理工大学
• 发表日期: 2020年01期
• 关键词: 聚集诱导发光 延迟荧光 一价金配合物 双极主体材料 有机发光二极管

目前,聚集诱导发光（AIE）是材料和化学领域的研究热点之一,为了进一步完善AIE理论体系,机理探索、体系拓展和应用开发成为了AIE领域的主要研究方向。AIE材料具有固态发光效率高、分子间相互作用弱等优点,是制备高效有机发光二极管（OLED）的理想材料。基于此,本文设计合成了一系列新型AIE化合物,探讨了化合物的构效关系对其光物理性能的影响,开发了新型的高性能发光材料和主体材料,并成功制备了高效的OLED器件。在第二章中,我们以苯基咔唑、吩噁嗪和9,9-二甲基-9,10-二氢吖啶作为给电子基团,以羰基作为吸电子基团,合成了具有非对称D-A-D’结构的AIE化合物CP-BZ-PPXZ、CP-BZ-MPPXZ、CP-BZ-PDMAC和CP-BZ-MPDMAC。通过调节这四个分子的共轭长度与空间位阻,我们探讨了分子构效关系对其光物理性能的影响。利用这四个材料优异的光物理特性,我们制备了一系列高效的OLED器件,其中以CP-BZ-PPXZ作为发光层的非掺杂OLED器件外量子效率和电流效率分别达到11.8%和30.90 cd A^-1,且效率滚降较低。在第三章中,我们从吩噁嗪、9,9-二甲基-9,10-二氢吖啶单元出发,以吡啶作为配位基,引入具有独特作用的五氟苯设计合成了两个具有AIE特性的一价金配合物C₆F₅Au-Py-PPXZ和C₆F₅Au-Py-PDMAC。这两个一价金配合物在薄膜状态下的荧光量子产率分别高达23.5%和60.5%,与传统金属配合物的磷光发射行为不同,这两个化合物具有延迟荧光特性。以这两个材料作为发光材料制备的溶液加工OLED器件均表现出优异的器件性能,其中基于C₆F₅Au-Py-PPXZ的掺杂器件最大外量子效率达到8.20%,最大亮度为14 311 cd m^-2。在第四章中,我们以咔唑和9,9-二甲基-9,10-二氢吖啶作为作为空穴传输基团,以吡啶作为电子传输基团,设计合成了具有AIE特性的双极磷光主体材料DPBP-DMAC,DPMBP-DMAC,DPBP-CZ和DPMBP-CZ。基于以上双极主体材料,我们分别以FIrpic,Ir（ppy）₂（acac）和Ir（piq）₂（acac）作为客体材料,采用相同器件结构设计制备得到了一系列高效的蓝光、绿光和红光OLED器件。这四个材料具有独特的通用型双极磷光主体材料特性,其中以DPMBP-DMAC作为主体材料制备的磷光OLED器件性能最为优异,蓝光、绿光和红光器件的外量子效率分别高达25.12%、24.73%和19.71%,且在高亮度下效率滚降极低。