有机电致发光材料:双极性蓝光主体材料量化研究
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1.5 本书的研究意义和内容

1.5.1 研究意义

磷光有机电致发光二极管(PhOLED)由于可以同时利用单线态和三线态激子,获得接近100%的内量子效率,因而得到了PhOLED研发者的广泛关注。从不同颜色磷光器件的发展来看,蓝色磷光OLED的研发进程滞后于红绿磷光器件,已经制约了高质量信息显示与白光照明发展。蓝色磷光器件性能不尽人意的根本原因在于高效率的蓝色磷光材料的匮乏,因为高效率的蓝色磷光材料对高的三线态能、色纯度、电荷注入传输能力都提出了很高的要求。近年来,国内外OLED研发者对蓝光磷光材料进行广泛深入的研究,有力推动了蓝光和白光器件的向前发展,但是,距商业化生产的实现仍有相当的距离,蓝色磷光材料发光效率的提高依然是今后亟待解决的课题。此外,蓝色磷光材料对器件的其他部分,包括主体材料、电荷传输和阻挡层提出相对苛刻的条件。特别对于主体材料,有效的主客体能量转移需要主体材料有高于蓝光客体材料的三态能(大于2.65eV),来实现能量转移后的三态激子有效局域在客体分子上,实现客体磷光发射。此外,主客体之间还需要有好的化学兼容性。近年来,主体材料的研究取得了很大的进展,从空穴传输型到电子传输型再到双极性传输型,特别是双极性主体材料,在提高器件效率和色纯度方面具有很大的潜力。相比于低能隙的红绿光双极性主体材料,双极性蓝光主体材料在设计和合成上提出了更高的要求,因为其高的三态能和双极性电荷注入能力之间需要达到一个平衡。因此,高的三态能、平衡的电荷注入传输能力、高的玻璃化转变温度、稳定的形态结构、易于合成和加工的蓝光主体材料的研究和开发是至关重要的。

1.5.2 研究内容

本书的研究内容大致可分为两部分:一是以氧化膦、吡啶、芴作为拉电子基团,咔唑及三苯胺作为推电子基团通过不同的连接模式形成的双极性化合物为主要的研究对象,探讨影响主体材料性能的主要因素,通过讨论推拉电子之间不同比例和不同的连接模式对体系电子结构和主体材料性能的影响,调查结构-性能的密切关系。二是通过化学掺杂来改性纳米环的电子结构,进而调控三态能,使其具备潜在的蓝光主体性能。同时,对于计算方法的选取进行文献综述和方法测试,为更准确快捷地揭示有机主体材料的性质以及高效的分子设计提供理论基础。本书研究内容具体安排如下。

①概述有机磷光主体材料研究的发展、应用及研究意义。

②给出本研究基于的理论基础知识和计算方法。

③基于氧(硫)化膦/咔唑的蓝色磷光主体材料的理论研究,通过不同的链接模式有效调节电荷注入性能而不影响三态能。

④基于苯咔唑/氧化磷混合物的星形状的深蓝色磷光主体材料的量化表征和设计。

⑤绿光到深蓝光磷光主体材料的理论设计——有效调节三态能很好地保持双极性。

⑥基于氧化膦基(三苯胺)芴的深蓝光主体材料的量化表征和设计。

⑦1,4-BN杂环的掺杂对[6]CPPs的三态能、激子的分布以及芳香性的调控机制研究。