基于苯并噻二唑单元的给受体结构荧光材料的器件性能研究
本文选题：有机电致发光 切入点：给受体 出处：《吉林大学》2017年硕士论文 论文类型：学位论文
【摘要】：有机电致发光器件作为新一代的平板显示技术,具有发光视角宽、响应速度快、重量轻、基板可弯折、可主动发光等优点,已经占据较大的市场份额,并且具有良好的发展前景。有机电致发光材料是电致发光器件的核心。第一代荧光材料以(8-羟基喹啉)-铝(Alq3)为代表,由于仅25%单重态激子发光,75%的三重态激子完全被浪费,因此电致发光效率较低;第二代是以铱配合物为代表的磷光材料,虽然理论上可以实现100%的内量子效率,但磷光材料中所用到的贵金属(如铱、铂等)资源有限、价格昂贵,且高效率的深蓝光磷光材料依然缺乏,这都限制了它的进一步发展。基于纯有机荧光材料的低成本优势,最近人们又将目光转回到荧光材料上,通过全新的结构设计促进三线态转换成单线态激子发光,有效提高荧光材料的发光效率,相关的主要机制有“热活化延迟荧光”,“三线态-三线态湮灭”以及杂化态-热激子原理等。其中,我们提出的杂化态-热激子材料体系具备无需掺杂、效率稳定、响应更快、更适于实现深蓝光等优势,有望发展成为具有独立知识产权的新材料体系。本论文以咔唑为给体,苯并噻二唑为受体构筑给受体(D-A)型电致发光材料,并系统研究了这类体系的电致发光器件结构设计策略。苯并噻二唑基团不仅是良好的电子受体构筑单元,而且具有较大的T2-T1能级差,可以阻挡高级三线态的内转换,为其反向系间窜越转化为单线态提供结构基础,其与弱给体咔唑连接形成的给受体材料的电致发光器件表现出高的激子利用,且不含有延迟发光组分。它们的电致发光光谱分别为560nm、570nm和580nm,均为橙红光发射。本论文以电致发光器件的制备及优化为工作内容,一方面以固定,合理的器件结构探究了分子结构与电致发光性能的关系,如给受体间不同连接方式(咔唑3号位、咔唑9号位)、不同给受体基团数目(给受体比例1:2或2:1)以及π共轭面积(增加或不增加给受体基团间的苯环连接);另一方面综合电致发光效率和稳定性两方面因素,重点关注它们作为发光层的有机电致发光器件的关键参数,如开启电压、电致发光效率和效率滚降等,通过对器件结构的优化更深入认识给受体型材料器件结构设计的一般策略。论文获得的主要结论如下:(1)两个体系中,增加π共轭的材料CzP-BZP、DCz P-BZ和DBZP-CzP相对于D-A直接连接的材料Cz-BZP、CzP-3-BZP和DiCz-BZP电致发光表现更好些,这一方面来源于它们更高的光致发光效率,另一方面来源于它们更合理的给受体组合,其CT态组分对电致发光激子利用的贡献更大。(2)相对于单侧取代的材料,双侧取代材料的器件稳定性更好,说明增加给体个数以及增大共轭程度(减小扭曲角)对于抑制效率滚降有利。另外,给受体结构相对分离的大扭曲材料Cz-BZP虽然有利于稳定载流子,但是也增大了载流子-激子淬灭的可能,这是Cz-BZP效率滚降最大的原因之一。(3)掺杂策略并不一定对给受体型杂化态材料体系电致荧光效率起积极作用。苯并噻二唑双边接咔唑苯的结构(DBZP-Cz P)的掺杂器件效率是非掺杂器件的2倍以上,但另一方面,咔唑苯的取代结构CzP-3-BZP以及DCzP-BZ更加有利于载流子注入和传输,表现出优异的非掺杂器件性能(EQE=1.93%,2.71%),而其掺杂器件效率提升并不明显,这一方面说明不能简单以避免聚集和改善载流子输运的角度考虑掺杂策略,另一方面这一系列实验也进一步证实杂化态材料可非掺杂加工的优势。(4)对于D-A型材料,设计多层器件时还应考虑激基复合物等影响。Cz-BZP体系易与常见空穴传输层材料形成激基复合物,应当加入适宜的激子阻挡层以避免这一问题。
[Abstract]:......
【学位授予单位】：吉林大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2017
【分类号】：TN383.1
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本文编号：1573449
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