基于星型聚合物的白光电致发光器件的制备和研究

发布时间：2020-06-12 14:12

【摘要】：白光聚合物电致发光器件(White Polymer Light-Emitting Device,WPLED)具有全固态、响应速度快、可柔性化等优点,作为新一代的半导体照明和信息显示器件,具有广阔的市场应用前景。但由于发光层中能量传递效率低导致器件性能衰减过快,器件寿命无法进一步提高,是亟待解决的瓶颈性问题。在制备WPLED时,聚合物共混和单分子聚合物是WPLED的两种基本构成体系。其中,聚合物共混体系的性能衰减是由发光过程中的聚合物相分离导致的,而单分子聚合物体系的内部能量传递和衰减机理尚不清楚。因此,本论文选用两种星型单分子白光聚合物发光材料作为代表,制备了两个系列的WPLEDs,系统性地研究了器件发光过程中激子能量的传递及辐射过程,揭示了单分子聚合物的分子结构与器件性能稳定性的关系,获得了高性能的WPLEDs。具体研究内容包括以下两部分:(1)利用包含tri[1-phenylisoquinolinato-C2,N]Iridium(Ir(piq)_3)、芴酮和聚芴分别作为星型聚合物的红绿蓝三色发光单元制备了WPLEDs,器件的最高电流效率能够达到6.4 cd/A,并且,在电流密度为200 mA/cm~2时,电流效率仍可保持在4.2 cd/A以上。通过四种星型聚合物中聚芴部分的荧光衰减光谱,计算得到聚芴单元向Ir(piq)_3和芴酮单元的能量传递效率,结果表明星型聚合物的三维分子结构能有效抑制分子间的相互作用、提升聚合物中不同发色单元间的能量转移效率。同时,对四种聚合物的光致和电致发光光谱分析表明,饱和白光的红光和绿光部分来自于以下两个方式的协同作用:一是通过能量传递形成的激子辐射复合,二是通过聚合物上红光和绿光单元本身的陷阱作用产生的激子辐射复合。(2)为了进一步降低由星型聚合物π-π键的堆积导致的荧光聚集诱导猝灭效应,利用三种具有聚集诱导发光基团的星型聚合物制备了三种WPLEDs,研究分析了其发光性能,其Commission Internationale de L~’Eclairage(CIE)坐标为(0.33,0.34),接近标准白光(0.33,0.33)。通过对比这三种聚合物在不同条件下的光致发光性质表明,在聚集状态下,聚合物能够减少分子转动消耗的能量,将更多的能量用于辐射发光,因此具有聚集诱导发光基团的星型白光聚合物提高了器件的发光性能。综上所述,该工作通过对两个系列的星型聚合物发光机理的研究,为高发光效率、高色饱和度的单分子聚合物WPLED的研制打下了基础。
【图文】：

OLED在显示领域的应用场景

基于星型聚合物的白光电致发光器件的制备和研究

(a)两个p轨道生成的σ键和π键；(b)有机半导体材料的分子轨道示意图
【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

【参考文献】