含POSS核的新型磷光材料的设计、合成及性能研究

利用多面体倍半硅氧烷（POSS）的笼状多面体结构所具有的隔离和稀释作用，来抑制磷光发色团的聚集，提高材料的发光效率；利用POSS结构发光材料与主体材料之间极好的相容性，控制器件制作中的相分离现象，从而达到提高器件亮度及发光效率的目的。.本课题拟以POSS为核心，将具有高效发光性能的香豆素-铱配合物磷光单元和载流子传输性基团嫁接到POSS纳米核上，合成出系列新型多功能POSS星状磷光材料；拟利用POSS核上8个可供修饰的部位，将红、绿、蓝三基色高效磷光单元嫁接到POSS核上，通过调配三基色发光团的数量来获得白光材料，进而实现高效白光器件。.深入探讨分子结构与材料发光性能间的关系，从中筛选出既有高的发光效率又有载流子传输特性的材料，并制备出高效有机电致磷光器件。预期能够显著地改善器件的各项性能并简化器件结构。这有助于加深对磷光材料的理解和认识，对有机电致发光在显示和照明中的应用具有十分重要意义

多面体低聚倍半硅氧烷（POSS）的杂化材料在高分子有机光电功能材料领域的应用受到国内外极大的关注，如在发光材料中引入POSS可以降低发光基团的聚集，提高材料的发光性能及光色纯度，同时这类材料具有较高的热稳定性，被认为是在OLED领域最有应用潜力的材料。POSS材料是近年来新兴的一类真正分子水平上的有机/无机杂化纳米材料，它有一个无机的硅氧芯，其上的8个硅原子提供可与有机功能基连接的位点，具有很强的可设计性，为新材料的研究提供了极大的便利。由于是在分子水平上通过化学键将有机和无机组分有效地结合在一起形成分子型复合材料，使所形成的材料不仅兼具有机材料优良的加工性、韧性与低成本，同时还保留了无机材料耐热、耐氧化与优异的力学性能等特点。.本项目研究内容主要包括绿光和红光两个系列POSS材料的设计、合成及光电性能的研究。（1）以3-（2-吡啶）香豆素为主配体，通过对辅助配体β-二酮的结构修饰，将载流子传输基团嫁接到辅助配体上，合成了系列具有载流子传输特性的铱配合物绿光磷光材料。其中以咔唑基团功能化的β-二酮配体所合成的铱配合物具有较好的发光性能，器件的最大外量子效率为7.77%、最大发光亮度为6348.7 cd/m2。在此基础上，通过硅氢化反应，将铱配合物绿光磷光材料嫁接到POSS核上，合成了5个有机/无机杂化的含POSS核的磷光材料。以乙酰丙酮衍生物为辅助配体的POSS材料，溶液旋涂法制备的器件，最大外量子效率为7.82%、最大发光亮度为21285 cd/m2；以咔唑衍生物β-二酮为辅助配体的POSS材料，器件的最大外量子效率达到9.83%、最大发光亮度达到20945 cd/m2。研究结果表明，相对于结构相似的小分子磷光材料，基于POSS磷光材料器件的发光效率和发光亮度均有大幅度的增加，并且这类材料可通过溶液旋涂制备发光器件，从而简化了器件的制程。（2）以2-（1-萘基）苯并噻唑为主配体，通过对辅助配体吡啶酸的结构修饰，将载流子传输基团嫁接到辅助配体上，合成了3个具有载流子传输特性的铱配合物红光磷光材料，并对它们的光致和电致发光特性进行了研究。通过硅氢化反应，合成了6个含POSS核红光磷光材料，对这些红光POSS材料的结构进行了表征，对其光物理性质和电化学性质进行了详细的研究。其中部分材料的电致发光器件的性能进行了研究。结果表明，红光材料的发光性能，远低于绿光材料的性能。