高三线态能级的激基复合物主体材料的设计合成及器件研究

发布时间：2020-06-25 01:05

【摘要】：目前,热激活延迟荧光材料(TADF)在制备有机发光二极管(OLEDs)中因具有较小的单三线态能级差(ΔE_(ST)),三线态T_1可以通过反系间窜越的方式回到单线态S_1,从而实现100%的内量子效率的特点而受到广泛关注。但TADF材料的设计比较严苛,因若使分子具有较小的ΔE_(ST),则需使分子的HOMO轨道和LUMO轨道尽可能的分离,这样就会造成荧光量子产率低。而激基复合物材料(exciplex)的出现无疑解决了这一问题。Exciplex材料是给体分子和受体分子之间相互作用的一种分子间电荷转移态(CT)。这类材料具有极度小的ΔE_(ST)(0.05 eV),所以具有TADF的性质特点。有效形成激基复合物态只需选择合适的给体分子和受体分子即可,不需要像TADF材料那样复杂的设计要求。但是用于湿法制备的给体分子仅限制于一些传统的空穴,以及受体分子的种类较少。为了解决这些问题,本文从下面几个方面进行了相关的工作:1、从电子传输材料的角度:设计合成了两个基于苯并咪唑基团的电子传输材料BMZ-TB和BMZ-TZ,系统的研究了其热稳定、光物理和电化学性质。接着将其与常用的空穴传输材料(TCTA、TAPC和m-MTDATA)进行混合形成激基复合物用于器件制备。结果显示,以BMZ-TZ:TCTA混合薄膜材料作为主体的器件具有最优异的性能,最大功率效率达到7.0 lm W~(-1),最大的发光亮度达到18750 cd m~(-2),而且器件的效率滚降非常低(亮度为1000 cd m~(-2)时的电流效率是24.9 cd A~(-1),亮度为5000 cd m~(-2)时的电流效率是23.7 cd A~(-1),亮度为10000 cd m~(-2)时的电流效率是22.0 cd A~(-1))。由此可见,给体组分的选择很大的影响了激基复合物的电致发光性能,而且当电子被给定时,和不同的给体混合可以得到不同三线态能级的激基复合物。这对以后设计高三线态能级的激基复合物材料具有一定的指导意义。2、从修饰空穴材料的角度:通过对传统的空穴传输材料TCTA进行修饰,引入烷基链,设计合成了Ph-O-TCTA。对Ph-O-TCTA的热稳定、光物理和电化学性质进行了研究,发现Ph-O-TCTA不仅保留了TCTA一些固有的光物理属性(例如高的三线态能级以及热稳定性),而且解决了TCTA在湿法成膜时容易结晶的问题。这些特点使得Ph-O-TCTA更有利于湿法制备器件。然后我们把之前工作中做的一个醇溶的电子传输材料PhPO与TCTA、Ph-O-TCTA进行混合,发现Ph-O-TCTA:PhPO和TCTA:PhPO均能有效形成激基复合物。在掺杂的器件制备中,Ph-O-TCTA:PhPO作主体时的器件性能比TCTA:PhPO的更加优异。除此之外,Ph-O-TCTA:PhPO不仅可以作蓝色磷光的主体,还可作延迟荧光的主体,电流效率均超过30 cd A~(-1),关于这方面的报道还未被报道过。这种设计策略,在保证能够有效形成激基复合物的前提下,为以后提高基于激基复合物为主体的湿法制备OLED的器件性能,提供了一种设计思路。
【学位授予单位】：东南大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TB34
【图文】：

第一章 绪论空穴和传输电子的传输能力。而且，大多数有机材料的空穴传输速率是比电子的传输速率大好几个数量级。这些问题的存在必然会导致器件中载流子传输不平衡。再加上有机层与相邻两边的电极之间会存在着很大的能级差（因为有机层能够与相邻层同时匹配的概率是十分小的），所以就注定会导致从阳极和阴极到有机层注入的空穴和电子的势垒增大，这样带来的结果就是能量的损失大，载流子的复合率低。为了解决这些问题，双层器件结构、三层器件结构以及多层器件结构的出现就显得尤为重要。

第一章 绪论即客体材料掺入至主体材料中，达到一种稀释自身的作三线态激子的猝灭。所以基于 TADF 材料或者激基复合。杂的 OLED 器件中，主体材料与客体材料之间的能量传这些特定的方式共有两种，第一种是 F rster 能量转移机制；而另一种是 Dexter 能量转移[23]，和 F rster 能量量转移方式。（图 1.2）

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本文编号：2728633