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苯基磷氧衍生物在蓝光有机电致发光器件中的应用

2017-07-18李欢欢陈润锋

中国材料进展 2017年6期
关键词:苯基客体蓝光

陶 冶,李欢欢,陈润锋,黄 维

(1.南京工业大学先进材料研究院江苏省柔性电子重点实验室先进生物与化学制造协同创新中心,江苏南京211816) (2.南京邮电大学信息材料与纳米技术研究院有机电子与信息显示国家重点实验室培育基地江苏省有机电子和信息显示协同创新中心,江苏南京210023)

苯基磷氧衍生物在蓝光有机电致发光器件中的应用

陶 冶1,2,李欢欢1,2,陈润锋2,黄 维1,2

(1.南京工业大学先进材料研究院江苏省柔性电子重点实验室先进生物与化学制造协同创新中心,江苏南京211816) (2.南京邮电大学信息材料与纳米技术研究院有机电子与信息显示国家重点实验室培育基地江苏省有机电子和信息显示协同创新中心,江苏南京210023)

苯基磷氧不仅具有宽的带隙、高的三线态能级、优异的热稳定性、良好的溶解性和吸电子能力,而且具有很好的化学可修饰性,通过引入不同的功能单元,可有效地调节材料的载流子注入与传输,因此苯基磷氧衍生物在有机光电材料领域得到了广泛研究并展现出良好的应用前景,近年来苯基磷氧衍生物的合成及应用成为蓝光有机发光二极管研究的热点之一。根据苯基磷氧衍生物在蓝光有机二极管中的作用不同,综述苯基磷氧衍生物作为蓝光主体材料、电子传输材料、发光材料的研究现状,对其分子结构设计与合成、热学性质、光物理性质、电化学性质及器件性能等方面作了详细归纳总结,展望了苯基磷氧衍生物的应用前景和未来研究方向。

苯基磷氧衍生物;有机发光二极管;蓝光主体材料;电子传输材料;蓝光发光材料

1 前 言

有机发光二极管(OLED)由于具有柔性、轻薄、便携、响应快、发光效率高、可大面积制备以及能耗低等优点,使其在平板显示与固体照明领域有着巨大的应用潜力[1-3]。蓝光电致发光器件对实现全彩显示与固体照明至关重要,但相比较于绿光和红光OLED器件,蓝光器件在效率、稳定性以及色纯度等方面仍需提高。由于蓝光材料宽的禁带宽度,导致材料的载流子注入与传输困难,因此为了构建高效的蓝光器件,必须保证材料具有宽的禁带宽度的同时具有高效的载流子注入与传输能力。苯基磷氧(PO)具有宽的带隙、高的三线态能级、优异的热稳定性、良好的溶解性和吸电子能力,同时,PO具有优异的化学可修饰性,因此其不仅可以作为核连接不同的功能基团,而且也可以作为修饰基团与不同的功能基团相连接,从而构建具有优异载流子传输性质的苯基磷氧衍生物(PPOs)(图1),使其在蓝光器件中受到了广泛的研究关注[4-7]。本文从PPOs的设计、合成出发,围绕PPOs作为蓝光主体材料、电子传输材料以及发光材料,对PPOs的设计、性能和器件应用等方面取得的研究进展进行了综述,并对PPOs的应用前景和发展趋势进行了探讨。

图1 苯基磷氧衍生物的分子结构[4-7]Fig.1 Molecular structures of phenyl phosphine oxide de-rivatives[4-7]

2 基于PPOs的主体材料

2.1 咔唑基磷氧主体材料

咔唑由于具有较好的稳定性、优异的空穴传输能力以及高的三线态能级,因此通常将其与电子传输型的PO相连来设计,合成双极性的主体材料(图2)。Burrows等[8]将9-苯基咔唑与PO单元相连构建了蓝光主体材料1,其三线态能级(ET)为3.1 eV、最高占有轨道(HOMO)和最低未占有轨道(LUMO)为-5.7和-2.1 eV;以其作为主体材料、FIrpic作为客体材料的磷光器件最大外量子效率(EQE)为9.1%。

Lee等[9-14]以9-苯基咔唑为核,通过改变PO基团的取代位点,构建了一系列高性能蓝光主体材料(2-8)。这些材料都具有高的ET(2.80~3.1 eV)、合适的HOMO和LUMO、良好的热稳定性(Tg:74~140℃);以5作为主体材料,器件结构为ITO/PEDOT∶PSS/ TAPC/m CP/5∶FIrpic/TSPO1/LiF/Al的EQE高达31.4%,功率效率(PE)为53.1 lm/W。该器件表现出了较好的稳定性,当亮度为1000 cd/m2时,EQE为28.6%,PE为33.5 lm/W。同时,4也可以作为热激活延迟荧光材料4CzIPN的主体材料,器件最大EQE高达24.2%,最大PE为52 lm/W。Wang等以9-苯基咔唑为核,制备了星型的主体材料9[15],其ET为3.07 eV、Tg为143℃;以其作为主体材料,器件最大EQE为16.7%。

Wang等[16]利用苯基咔唑与PO构建了高三线态能级的聚合物主体材料10,其ET高达2.96 eV,这主要是因为在主链中氧原子的引入对共轭起到了一定的抑制作用。该聚合物也表现出了优异的热稳定性,Tg为303℃;将FIrpic作为客体材料掺杂在主体材料10中,器件结构为ITO/PEDOT∶PSS/10∶FIrpic/TPCz/LiF/Al时,最大的EQE为10.8%,PE为10.6 lm/W。同时,该器件也表现出了优异的稳定性,当亮度为1000 cd/m2时,EQE仅仅下降到9.1%。

Chou等[17]以PO为核,9-苯基咔唑作为取代基团成功地制备了性能优异的主体材料11,其ET为3.01 eV、Tg为137℃、HOMO和LUMO分别为-5.76和-2.19 eV;以11作为主体材料的蓝色、绿色、红色磷光器件取得了优异的器件性能,其最大EQE分别为23.5,21.6和17.0%,PE为40.6,87.5和20.4 lm/W,电流效率(CE)为45.1、83.4和19.4 cd/A。Chang等[18]以相似的设计概念构建了主体材料12,其ET为3.03 eV、Tg为163℃、HOMO和LUMO分别为-5.5和-1.8 eV;以其作为主体材料,单层器件的最大EQE为9%,PE为10.4 lm/W。

Adachi等[19]将PO直接与咔唑9位的氮连接,构建了主体材料13,其ET为3.10 eV,Tg为68℃、HOMO为-6.20 eV。相比于1其HOMO有着明显的降低,有利于载流子的直接注入,从而提高器件效率;以其作为主体材料、FIr6作为发光客体,器件的最大EQE为19.7%。

作者课题组也报道了两个通过N-P直接连接的智能化主体材料14和15。该类主体材料具有N-P=O共振结构,因此可以利用共振结构调节其对应的带电荷状态,实现了对光电性质的动态地、选择性调控,从而获得了性能优异的主体材料。该类主体材料具有较高的ET(>2.9 eV)、较好的热稳定性(熔点>110℃);以FIrpic作为客体材料掺杂在15中的蒸镀和旋涂器件的最大EQE分别为16.5和16.5%,PE为37.1和19.1 lm/W,CE为32.3和29.9 cd/A[20,21];随后,我们发现通过对共振结构的调节,可以进一步地实现对动态选择性调控能力的调节,从而获得更加优异的动态自调节能力[22]。

m CP、TCTA等具有典型的空穴传输特性,其作为主体材料的蓝光磷光器件的效率较低。为了提高器件性能,研究人员通过引入PO来调节其载流子传输特性。Lee[23,24]和Qiu[25]等在m CP的苯环上引入PO,制备了主体材料16-18,这三个材料的ET为2.82~3.00 eV、Tg为90~111℃;得益于PO的引入,主体材料18具有平衡的载流子传输,以其作为主体材料,器件的最大EQE为24%。随后,Lee课题组[26]在m CP咔唑中的对称位点和不对称位点引入PO设计合成了19-20,这两个材料的ET分别为3.00和3.01 eV;以19作为主体材料、FIrpic作为客体材料的器件最大EQE为24.5%。

图2 基于PPOs的主体材料1-28[8-31]Fig.2 Host materials based on PPOs 1-28[8-31]

Huang等[27]在m CP中咔唑上修饰PO,制备了主体材料21和22,ET分别为2.68和2.75 eV、HOMO分别为-6.25和-6.13 eV、LUMO分别为-2.73和-2.59 eV、Tg分别为135和130℃;以22作为主体材料、FIrpic作为客体材料的器件最大EQE为20.3%。

Wang等[28]利用PO取代TCTA中的咔唑,设计合成了主体材料23和24。这两个材料的ET分别为2.84和2.86 eV、Tg分别为148和122℃、HOMO分别为-5.44和-5.53 eV、LUMO分别为-2.05和-2.12 eV;将23和24作为主体、掺杂客体FIrpic的器件最大EQE分别为14.1和16.9%,PE为24.1和36.9 lm/W,CE为27.4和33.0 cd/A。

sp3杂化的四苯基硅烷具有宽的带隙,常用来构建宽带隙的主体材料。Lee等[29]报道了基于咔唑—四苯基硅—PO的主体材料25,其ET为3.01 eV、Tg为110℃、HOMO和LUMO分别为-6.03和-2.49 eV;以25作为主体材料、FCNIrpic作为客体材料的深蓝光器件最大EQE为22.0%。Lu等[30]报道了与25相似的主体材料26,其ET为2.97 eV、Tg为140℃、HOMO和LUMO为-5.43和-2.19 eV;以26作为主体材料、FIrpic作为客体材料的器件最大EQE为27.5%,CE为49.4 cd/A,即使在亮度为10000 cd/m2时,EQE和CE仍然具有23.0%和41.2 cd/A的高效率。随后,该课题组又报道了两个类似的主体材料27-28[31],这两个主体材料的ET分别为3.04和2.97 eV、Tg为159和199℃、HOMO分别为-5.56和-5.43 eV、LUMO分别为-2.21和-2.19 eV;将FIrpic作为客体材料掺杂在主体材料28的旋涂器件最大EQE为13.6%,CE为26.5 cd/A。

2.2 芴基磷氧主体材料

Padmaperuma等[32]以芴为核,在其2位和7位修饰了PO,构建了主体材料29(图3),其ET为2.72 eV、Tg为105℃;以29作为主体材料、FIrpic作为客体材料的蓝光器件的最大EQE为8.1%,PE为25.1 lm/W。

图3 基于PPOs的主体材料29-43[32-46]Fig.3 Host materials based on PPOs 29-43[32-46]

Shu等在29中芴的9位引入空穴传输性的三苯胺[33]和苯基咔唑[34]构建了主体材料30和31,这两个材料ET均为2.75 eV、Tg分别为129和147℃、HOMO分别为-5.26和-5.86 eV、LUMO分别为-2.40和-2.76 eV;以30和31作为主体材料的蓝光器件最大EQE分别为20.6%和14.8%;以30作为主体材料的红光和白光器件最大EQE分别为19.9和18.4%[35]。

Xu等[36]在芴的9位引入PO,设计合成了主体材料32和33。这两个材料ET均为2.99 eV、Tg分别为97和142℃;将FIrpic掺杂在主体材料32和33的器件最大CE分别为14.5和14.6 cd/A。由于两个主体材料的电子传输能力远大于他们的空穴传输能力,导致了发光层激子复合较少,因此器件效率较低。为了改善传输性质,该课题组提出了一种新型的主体材料设计理念——三元体系,构建了主体材料34-36[37]。这3个材料的ET均为3.01 eV、Tg分别为118,141以及134℃;以34作为主体材料的器件性能最为优异,其最大EQE为14.4%,PE为35.6 lm/W,CE为35.5 cd/A。他们随后的研究中,又提出了一种调控主体材料光电性能的方法——四元体系,但是遗憾的是,该类主体材料的器件性能比较一般[38]。

由于螺芴结构的高度刚性和大的空间位阻有利于提高材料的稳定性,因此也被用来构建螺芴基的PO主体材料。Lee等用PO和螺芴制备了主体材料37[39],其ET为2.77 eV、Tg为96℃、HOMO和LUMO为-6.55和-2.73 eV;以FIrpic作为客体材料掺杂在37的器件最大EQE为16.3%。该课题组利用37与m CP共混作为4CzIPN主体材料的器件最大EQE和PE分别为24.2%和50.5 lm/W[40]。进一步调控PO的位置,合成了主体材料38[41],其ET为2.78 eV、Tg为127℃、HOMO和LUMO为-6.57和-2.82 eV;以38作为主体材料、FIrpic作为发光客体的器件最大EQE为17.2%,CE为35.3 cd/A。随后,该课题组通过调控PO数量,设计了主体材料39,其ET为2.73 eV、HOMO和LUMO为-6.56和-2.91 eV;39作为主体材料的蒸镀和旋涂器件的最大EQE为20.3[42]和13.4%[43]。

Liao等[44]设计合成了两种螺芴基磷氧主体材料(40-41),这两个主体材料的ET分别为2.87和2.86 eV、Tg分别为119和189℃、HOMO分别为-6.39和-6.23 eV、LU-MO分别为-2.56和-2.40 eV;以40和41作为主体材料、FIr6作为发光客体的深蓝光器件最大EQE分别为13.6和10.2%。

为进一步调控螺芴基主体材料的性能,可在螺芴中引入杂原子,诸如氧杂螺芴和氮杂螺芴等。Xu等[45]利用氧杂螺芴与PO设计合成了主体材料42,其ET为2.97 eV、Tg为183℃、HOMO和LUMO为-6.52和-2.61 eV;将TADF材料DMAC-DPS掺杂在主体材料42制备的蓝光和白光器件最大EQE分别为17.9和19.0%,CE分别为30.3和50.5 cd/A,PE分别为30.7和40.6 lm/W。Liao等[46]以氮杂螺芴和PO构建了主体材料43,这个材料的ET为2.80 eV、Tg为119℃、HOMO和LUMO为-5.57和-2.12 eV;以43作为主体材料、FIrpic作为发光客体的蓝光和白光器件最大EQE分别为26.8和27.2%,CE分别为53.9和75.7 cd/A,PE分别为50.5和64.9 lm/W。

图4 基于PPOs的主体材料44-56[47-55]Fig.4 Host materials based on PPOs 44-56[47-55]

2.3 氧/硫芴磷氧主体材料

Burrows等以氧芴为核,在氧芴的2,8位连接两个PO,制备了44[47](图4),该化合物的ET为3.14 eV、Tg为105℃;将FIrpic掺杂在主体材料44制备的器件最大EQE为10.1%。

Xu等为了保证高的三线态能级,通过在氧芴的短轴方向上修饰PO[48,49],设计合成了45和46,这两个材料的ET为3.16和3.15 eV、Tg为191和89℃、HOMO为-6.0和-5.96 eV、LUMO为-2.9和-2.86 eV;以46作为主体材料、FIrpic作为客体材料的蓝光和白光器件的最大EQE分别为15.5和12.7%,CE分别为35.5和34.0 cd/A,PE分别为36和35.7 lm/W[50]。为了进一步提升器件的性能,该课题组提出三元设计理念,利用咔唑—氧芴—PO构建了多种高效的主体材料47-50[51],这4个材料的ET基本一致(2.88~2.91 eV),但是它们的单线态能级相差较大,呈现如下的趋势:47> 48>49>50;由于50具有小的单三线态能级差,因此以50作为主体材料的器件获得了最低的启亮电压(2.4 V)和最大EQE(12.5%)。

通过调节PO和氧芴的个数,Lee等[52]设计合成了主体材料51,该材料的ET为3.01 eV、HOMO和LUMO为-6.66和-2.70 eV;将深蓝光客体FCNIrpic掺杂在主体材料51制备的器件最大EQE为25.9%。

尽管氧芴基磷氧主体材料取得了不错的器件性能,但是它们的电子传输能力远大于空穴传输能力。因此,为了获得载流子传输平衡的主体材料,Kim等[53]引入了空穴传输基团咔唑,设计、合成了主体材料52。其ET为3.0 eV、Tg为89℃、HOMO和LUMO为-6.08和-2.56 eV;以52作为主体材料的深蓝色磷光器件的最大EQE为21.4%,CE为26.4 cd/A,PE为22.6 lm/W。

Cai等[8,54]采用硫芴和PO构建了主体材料53,该主体材料ET为2.96 eV、Tg为100℃、HOMO和LUMO为-6.69和-2.99 eV;以53掺杂的器件最大EQE为12.1%。Lee等[54]用咔唑取代了53中的一个二苯基氧磷基团制备了主体材料54,其ET为2.92 eV、Tg为115℃、HOMO和LUMO为-6.09和-2.57 eV;将FC-NIrpic掺杂在54制备的器件最大EQE为20.2%;当器件的亮度为1000 cd/m2时,EQE仍然有17.9%。

Xu等[55]以硫芴为核,在其短轴的方向上连接了一个或者两个PO,构建了主体材料55和56。这两个主体材料具有非常接近的ET(2.9 eV)、HOMO(-6.05 eV)和LUMO(-2.50 eV)能级。以55和56作为主体材料、FIrpic作为客体材料的器件启亮电压分别为2.6和2.4 V,最大EQE为10.9和14.3%,CE为21.9和28.8 cd/A,PE为22.9和33.1 lm/W。同时他们以55和56作为主体材料制备了白光磷光器件,器件的最大EQE为13.9和13.0%,CE为39.6和37.6 cd/A,PE为43.5和41.2 lm/W。

图5 基于PPOs的电子传输材料57-73[24,56-62]Fig.5 Electron transport materials based on PPOs 57-73[24,56-62]

3 基于PPOs的电子传输材料

由于PO基团强的吸电子能力,因此PPOs也用作电子传输材料(图5),尤其是在蓝光磷光和热激活延迟荧光器件中。Lee等[24]以宽带隙的四苯基硅和PO基团构建了电子传输材料57,该材料的ET为3.36 eV,可以有效地将三线态激子限制在发光层,HOMO和LUMO为-6.79和-2.52 eV,由于其较低的LUMO,因此非常有利于电子的注入,同时较低的HOMO又可以有效地阻挡空穴。以57作为电子传输和激子阻挡材料的深蓝光器件最大EQE为25.4%。

Yang等[56]制备了星型的电子传输材料58,其ET为2.78 eV,HOMO和LUMO为-6.40和-2.45 eV,可有效地限制三线态激子以及传输电子;以58作为电子传输材料的深蓝光磷光器件的启亮电压为2.6 V,最大EQE为20.8%,CE为37.5 cd/A,PE为45.3 lm/W。

Padmaperuma等[57]以吡啶和PO基团设计合成了59和60,这两个化合物具有较高的ET(2.7 eV)、较低的HOMO(-6.8 eV)以及LUMO(-3.1 eV)能级,使其非常有利于限制三线态激子和电子的注入以及对空穴的阻挡;以59和60作为电子传输材料,蓝色磷光器件的最大EQE分别为8.9和14.9%,PE为21.5 lm/W和48.4 lm/W。

Zhou等[58]以1,2,4-三氮唑和PO合成了61,其HOMO为-6.28 eV、ET为2.86 eV、Tg为133℃;以61作为电子传输材料的器件最大CE为25.3 cd/A,PE为19.4 lm/W。

Xu等[59]以氧化硫芴为核,PO为修饰基团得到了3个电子传输材料62-64,这3个材料的ET为2.76~ 2.95 eV、LUMO为-3.08~-3.54 eV、电子迁移速率分别为7.02×10-4、1.56×10-4和3.65×10-5cm2űV-1űs-1,高的三线态能级、低的LUMO能级以及较高的电子迁移率,使其成为很好的电子传输材料;以62-64作为电子传输材料的蓝光热激活延迟荧光器件的最大EQE分别为16.1,6.5以及10.1%。通过调节PO的个数以及取代位置,Xu等[60]设计合成了电子传输材料65-67,这些材料的ET分别为2.98,2.99和2.97 eV、电子迁移率分别为3.96×10-3,3.69×10-3和1.45×10-3cm2űV-1űs-1、HO-MO分别为-7.10,-7.15以及-7.09 eV、LUMO分别为-3.29,-3.31以及-3.14 eV;以67作为电子传输材料、DMAC-DPS作为TADF发光客体的器件最大EQE为17.4%,CE为33.5 cd/A,PE为26.3 lm/W。

Jia等[61]基于三嗪和PO基团设计合成了电子传输材料68-70。这些材料的ET高达2.95 eV、LUMO能级为-3.5 eV、电子迁移率为~10-4cm2űV-1űs-1;以68-70作为电子传输材料,器件结构为ITO/MoO3/TAPC/m CP∶FIrpic/ETMs/LiF/Al时的最大EQE分别为8.3,11.8和19.9%,CE分别为16.9,23.8和39.3 cd/A,PE分别为14.3,20.1和34.0 lm/W。

Kan等[62]基于二苯基苯并咪唑以及PO构建了电子传输材料71-73。71-73具有高的ET(~3.0 eV)、低的HOMO(-6.4 eV)和LUMO(-2.7 eV)、电子迁移速率分别为4.7×10-7,4.5×10-5和5.8×10-7cm2űV-1űs-1;以这3个材料作为电子传输材料、FIrpic作为发光客体的磷光器件最大EQE分别为22.0,8.0和17.5%,CE为47.3,15.9和35.8 cd/A,PE为36.0,8.2和27.0 lm/W。

4 基于PPOs的蓝光发光材料

由于PPOs中的P=O键的“绝缘”作用,可以有效地抑制低能量的电荷转移态的形成,保证其蓝光或者深蓝光发光;同时,其强的吸电子效应,能够使分子有效的极化,增强材料的电学传输性质以及提高材料的量子效率;并且由于其特殊的正四面体构型,可显著提高材料的热稳定性,因此PO类发光材料受到了较多的研究(图6)。Chou等[63]报道了基于蒽和PO构建了发光材料74,该材料的溶液下的发光波长为435 nm、溶液下的量子效率(PLQY)高达98%、固态下PLQY为71%、Tg为146℃、发光器件的最大EQE为4.3%、色坐标为

(0.15,0.07)。

Xu等[64]基于D-π-A分子设计理念,以具有优异发光性能的芴为核,在其9位上修饰PO以及其他给电子基团作为载流子传输基团,制备了75-77,这3个材料的Tg大于110℃,溶液下发光波长位于~420 nm、PLQY分别为19,19以及46%、发光器件的最大EQE为2.71%。

Zhang等[65]以二苯胺作为给体,联苯为π共轭单元,PO为吸电子基团,制备了D-π-A型的蓝光材料78,其发光波长为433 nm、PLQY为80%、Tg为75℃;以78作为非掺杂的发光材料的深蓝光器件最大EQE为5.4%,色坐标为(0.15,0.06)。

Yang等[66]也基于D-π-A分子设计理念,制备了以萘基苯胺为给电子基团,苯环、联苯或者是芴为π共轭单元,PO为核的可旋涂的深蓝光材料79-82。这4个材料的发光峰位于453~457 nm、PLQY为88~99%、Tg为159~181℃;以79-82为发光材料的非掺杂旋涂器件的EQE为1.79~2.06%,CE为1.70~2.01 cd/A,PE为1.11~1.86 lm/W。

Liu等[67]以芴为臂,PO为核,制备了一系列支化的深蓝光材料83-88。这些材料都具有较好的热稳定性(Tg:66~104℃)、高的PLQY(31~99%)、旋涂器件的最大EQE为3.39%,CE为1.88 cd/A,色坐标为(0.16,0.09)。

Wang等[68]利用四苯基乙烯和PO构筑了一系列具有聚集诱导发光的蓝光材料(89-91),这些材料溶液下的发光波长位于~480 nm、Tg为79~140℃、非掺杂器件的最大CE为9.7 cd/A,PE为10.23 lm/W,色坐标为(0.15,0.35)。

Xu等[69]利用PO作为受体单元,吩噁嗪作为给体单元,合成了具有TADF效应的蓝光材料(92-94),这些材料的单线态―三线态能级差为0.11~0.26 eV、溶液下的发光峰为467~474 nm、PLQY为45~65%;以92-94作为发光材料的器件最大EQE分别为6.3,10.6和15.3%,CE分别为7.3,16.1和26.4 cd/A,PE分别为7.6,16.9和23.6 lm/W。

图6 基于PPOs的蓝光发光材料74-94[63-69]Fig.6 Blue emitting materials based on PPOs 74-94[63-69]

5 结 语

PPOs具有高的三线态能级、优异的热稳定性、良好的电子传输能力以及溶解性、强的极化作用以及高的荧光量子效率,使其在有机电子学各个领域获得了广泛的应用。本文总结了近几年PPOs在蓝光电致发光器件中的应用,包括主体材料、电子传输材料以及发光材料。尽管基于PPOs的有机电致发光器件已经取得了非常优异的器件性能,但是仍然有诸多问题需要解决:

新的分子设计理念目前常见的调控PPOs光电材料性能的手段都是基于静态D-A和D-π-A手段,然而,在器件运行中,包括电子的传输如注入、能量传递等过程都是动态过程,因此有必要设计合成智能化动态自调节光电材料,利用其动态自适应性,动态地、选择性地调控光电性质,从而获得性能优异的动态自调节光电材料。

新型蓝光TADF材料的开发PPOs是未来蓝光OLED材料最有开发前景的材料之一,其中主体材料和TADF材料是最值得深入研究和探索的方向。对于蓝光主体材料而言,目前已有较多的探索。然而对于热致延迟荧光材料而言,其研究才刚刚起步,因此需要合理地调控PO与给体材料之间的作用方式,从而更好地使TADF材料在获得小的单线态—三线态能级差的同时获得高的荧光量子效率,继而获得高效的蓝光TADF材料。

器件稳定性研究蓝光器件的稳定性是电致发光器件走向实际应用的关键。然而就目前的研究来看,尽管蓝光材料取得了很大进展,但是其材料与器件的稳定性桎梏其产业化进程,因此,解决材料和器件的稳定性将是下一步工作的重点。

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(编辑 惠 琼)

特约撰稿人刘 杰

特约撰稿人黄 奥

特约撰稿人陈润锋

刘 杰:男,1987年生,博士,南京理工大学讲师。主要从事含能材料微纳米化制备原理与工艺技术、火炸药先进加工工艺技术、晶体类含能材料本征特性随其颗粒尺寸的变化规律、微纳米单质含能材料在混合炸药和推进剂中的应用,以及微纳米氧化剂、燃烧剂、催化剂、复合粒子等的制备与应用方面的研究工作。作为项目负责人主持科研项目5项,并以核心成员承担“086”专项项目2项、国防科工局火炸药专项1项、承担中信集团横向项目2项。已发表论文10余篇、获国防技术成果鉴定1项、获授权发明专利1项、申请国防发明专利4项。

黄 奥:男,1982年生,武汉科技大学聘任教授,硕士生导师。2010年获武汉科技大学材料学博士学位,2012~2014年在奥地利莱奥本大学做博士后研究和访问学者,2016~2017年获教育部资助的高校青年骨干教师东北大学访问学者。在国内率先开展耐火材料模拟与控制研究,逐步突破单凭实验无法透彻了解和探明材料高温行为的难题。承担和参与国家级项目10余项,在Corrosion Science和J of the American Ceramic Society等国际期刊发表论文30余篇,授权国家发明专利17项,2项成果经省级鉴定为国际领先水平。获Hans Theisbacher杰出科研成果奖及省级科学技术一等奖和三等奖各2项、二等奖1项。

陈润锋:男,1977年生,南京邮电大学教授,江苏省杰出青年基金获得者。主要从事新型光电功能材料设计、制备、计算模拟和器件应用方面的研究工作,在杂原子修饰芴基光电功能材料和高性能电致发光器件等领域取得较为系统的研究成果,提出了杂芴和动态共振智能调控材料的概念(Researcher ID: G-4878-2010),首次报道了纯有机长余辉材料的成功制备。在Nature Materials,Nature Nano-technology,Journal of the American Chemical Society,Angewandte Chemie-Interna-tional Edition等高水平国际期刊发表70余篇SCI学术论文,授权5项中国专利,共主持各类研究项目10余项。

The Application of Phenyl Phosphine Oxide Derivatives in Blue Organic Light-Emitting Diodes

TAO Ye1,2,LI Huanhuan1,2,CHEN Runfeng2,HUANG Wei1,2
(1.Jiangsu Province Key Laboratory of Flexible Electronics,Institute of Advanced Materials,Jiangsu Synergetic Innovation Center for Advanced Materials,Nanjing Tech University,Nanjing 211816,China) (2.Key Laboratory for Organic Electronics and Information Displays,Institute of Advanced Materials,Jiangsu Synergetic Innovation Center for Organic Electronics and Information Displays,Nanjing University of Posts&Telecommunications,Nanjing 210023,China)

Phenyl phosphine oxide not only possesses wide band gap,high triplet energy,excellent thermal stability,suit-able solubility,strong electron-withdrawing ability,but also allows easy chemical modification to effectively tune the carrier in-jection and transport.Therefore,the synthesis and application of phenyl phosphine oxide derivatives(PPOs)have attracted great attention and PPOs shows great potential in organic optoelectronic materials,especially in recent research of blue organic light-emitting diodes(OLEDs).In this article,recent progress of PPOs with a particular emphasis of different types of materi-als are reviewed,according to the different functions in OLED including hostmaterials,electron transport materials,and emit-ting materials.The design and synthesis,thermalstability,photophysicalproperties,electrochemical properties and device per-formance are also summarized.Finally,the perspective and development of PPOs are discussed.

phenyl phosphine oxide derivatives;organic light-emitting diodes;host materials;electron transport ma-terials;emitting materials

O625.1

A

1674-3962(2017)06-0432-10

2016-08-30

国家自然科学基金项目(No.21274065,21304049,201604039)

陶 冶,男,1989年生,博士

陈润锋,男,1977年生,教授,Email:iamrfchen@njupt.edu.cn

10.7502/j.issn.1674-3962.2017.06.06

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