基于热致延迟荧光的新型有机电致发光材料的合成及器件研究

发布时间：2020-06-08 15:54

【摘要】：热致延迟荧光(TADF)材料由于其在有机电致发光发光器件(OLED)中所表现的优越性能,受到了学术界和工业界的广泛关注。在小的单-三重态能隙条件下,三重态激子可以通过反向系间窜越上转换为单重态激子,因而热致延迟荧光OLED能实现100%的内量子效率。目前已有大量绿光TADF材料在OLED中获得较高的器件效率。但是其他颜色的高效TADF材料仍较为稀缺,本文针对该问题,设计并合成了蓝光与黄光高效TADF材料,取得了以下成果。1.为了获得高效的蓝光TADF材料,本文采用1,3,6,8-四甲基咔唑作为电子给体,三苯基烟腈作为电子受体,设计并合成了新型的TADF发光材料2,4-二苯基-6-(4-(1,3,6,8-四甲基-)咔唑-9-基)苯基)烟腈(tMCzPN)。通过甲基引入的额外空间位阻造成了高度扭曲的分子结构,tMCzPN的最高分子占据轨道(HOMO)和最低分子空轨道(LUMO)因而实现了较大的分离。通过电化学测试得tMCzPN的HOMO和LUMO能级分别为-5.66和-3.13 eV。在DPEPO掺杂薄膜中,tMCzPN的荧光峰值位置为487 nm,磷光峰值位置为507 nm;0.10 eV的单重态-三重态能隙差确保tMCzPN具有TADF特性。在OLED器件中,tMCzPN成功实现了CIE色坐标为(0.20,0.42)的蓝光发射;并且在没有任何光输出耦合增强的情况下,tMCzPN获得了极高的器件效率,最大电流效率、功率效率和外量子效率分别为65.9 cd A~(-1)、62.7 lm W~(-1)和26.0%。这些结果表明tMCzPN是一种高效的蓝光TADF材料。2.为了获得高效的黄光TADF材料,本文采用吩恶嗪作为电子给体和嘧啶作为电子受体设计并合成了化合物1,4-双(5-(吩恶嗪-10-基)嘧啶-2-基)苯(pPBPXZ)。由于吩恶嗪本身具备较大的空间位阻,pPBPXZ实现了高度扭曲的分子结构,这使得其HOMO和LUMO之间实现了很好的分离。pPBPXZ表现出0.09 eV的极小单重态-三重态能隙差。在甲苯溶液中pPBPXZ的发光峰值位置为535 nm。使用pPBPXZ作为发光材料的OLED器件成功地实现发光峰为556 nm,CIE色坐标为(0.41,0.56)的黄光发射;并且在没有任何光输出耦合增强的情况下实现了高达15.7%的最大外量子效率。这些结果表明pPBPXZ是一种优越的黄光TADF发光材料。
【图文】：

电子科技大学硕士学位论文光，这种光被成为延迟荧光。后者需要经历 T1到 S1再到 S0的缓慢过程，由于该过程中三重态激子上转换为单重态激子需要从环境中吸收热量，因而该过程被称为热致延迟荧光过程[8]。理论上，由于所有的三重态激子都能被转化为单重态激子，所以 TADF 机制 OLED 也能和磷光 OLED 一样达到 100%的内量子效率。

电子科技大学硕士学位论文折叠屏手机，如图 1-4 所示为三星 2019 年 4 月份发布的采用了 OLED 显示屏叠手机。三星在 OLED 显示领域一直遥遥领先，排在第二的则是同在韩国的 L司。LG 公司主要生产大型 OLED 显示屏，也是目前唯一能生产大型 OLED 显的厂商，为索尼、创维等电视厂商供应 OLED 面板，，带来了电视行业的革新内京东方和华星光电等公司也在加大 OLED 的发展速度，相信在未来能够打国在 OLED 显示方面的垄断局面。
【学位授予单位】：电子科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：TN383.1

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本文编号：2703306