自聚集诱导发光材料掺杂对有机双功能器件性能的影响

发布时间：2020-06-19 20:10

【摘要】：有机多功能器件(Organic Multifunctional Device)具有成本低廉,易于大面积生产以及耗能少,可制作柔性器件和方便实现大规模工业化生产等突出优势,赢得了学术界的高度重视和浓厚兴趣。由于有机电致发光和光电探测(Organic Light-Emitting Device and Photodetector,OLED-OPD)双功能器件可以同时在一个器件上实现发光和探测两种功能,而成为目前的研究热点,但是提高OLED-OPD双功能器件的发光效率也是目前一个亟待解决的问题。对OLED-OPD双功能器件来说,聚集导致的荧光淬灭(Aggregation-Caused Quenching,ACQ)是限制器件发光效率的一个重要因素。因而我们可以利用聚集诱导发光(Aggregation-Induced Emission,AIE)特性的材料来解决OLED-OPD双功能器件的ACQ,从而提高器件的发光效率。本论文选用几种热激活延迟荧光(Thermally Activated Delayed Fluorescence,TADF)材料作为掺杂的客体材料,与具有AIE特性的主体掺杂材料TPE掺杂作为器件的活性层,制备出一系列性能各异OLED-OPD双功能器件,并通过对主客体掺杂浓度的改变对器件的发光性能及探测性能进行系统的对比和研究,分析了器件中AIE特性对ACQ的作用效果,讨论了不同掺杂浓度对器件性能的影响,具体研究内容如下:(1)基于不同TADF材料,制备出一系列OLED-OPD双功能器件。通过采用2CzPN、4CzIPN、4CzTPN和DMAC-DPS等四种TADF材料分别与TPE掺杂,制备出一系列性能各异OLED-OPD双功能器件。其中,以4CzIPN作为客体制备的OLED-OPD双功能器件的各项性能参数总体来说最好,其掺杂入主体后,能量在主客体间的传递最为充分,载流子传输也最为平衡。(2)将4CzIPN作为客体,TPE作为主体进行掺杂,制备出一系列不同浓度的OLED-OPD双功能器件,研究不同掺杂浓度(0 wt%,5 wt%,10 wt%,15wt%,20 wt%,25 wt%)对器件的发光性能和探测性能的影响。发现当主客体掺杂浓度为15 wt%时,器件达到最高的发光效率及探测率,同时得到发光稳定的暖白光器件。表明此浓度下TPE的聚集诱导发光特性针对活性层中单线态激子聚集导致的淬灭问题效果最好。此时,器件中载流子传输也达到最佳的平衡状态。综上所述,本文通过采用TADF和AIE材料分别作为主客体,利用掺杂方法制备研制出一系列OLED-OPD双功能器件,系统性地对比了不同TADF材料、不同掺杂浓度对器件性能的影响,为研制高性能的双功能器件打下了基础。
【学位授予单位】：电子科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TN383.1
【图文】：

图 1-1 我国 2016-2020 年 OLED 面板市场规模[5]至今为止，全球已有大量的实验室和公司中的研究人员从事于 OLED 术的原料制备、设备生产及工艺制造等方面的研发工作。其中研发的公司、LG、柯达、爱普生、夏普、索尼等。而国内对于 OLED 显示技术也有应的研发机构，其中包括中科院长春应用化学所、清华大学、复旦大学、工大学、电子科技大学、香港城市大学、湖南大学等。这些科研单位在 O术方面的研发已经取得一些有意义的成果，使我国在国际平板显示领域也定的竞争力。光电探测器的原理是基于光电效应，光电器件将探测到的光信号转换成的过程[6]。有机光电探测器和无机光电探测器的主要区别是构成器件的光的不同。OPD 具有许多突出优点，例如：可弯曲、成本低廉、能够与小大面积都相容、器件轻便等。使得其能够应用于光通讯、图像处理、生物、太阳能航天技术和导弹追踪等诸多领域，从而吸引了广泛的关注和研究人员在有机光电子学领域的研究重点主要集中在 OLED、有机薄膜晶体管

(c) (d)图 1-2 OPD 的应用领域。(a)太阳能航天技术；(b)导弹追踪；(c)智能家居；(d)医疗消毒OLED 器件工作在正向偏压的模式下，而与此相反的是，OPD 工作在反向偏压的模式下。非常有趣的是，在正向偏压下实现 OLED 性能，反向偏压下实现光电探测性能的 OLED-OPD 双功能器件之前所受到的关注不是很多，但随着OLED 商品产业化进程的深入发展和 OPD 的研发受到越来越多的关注。OLED-OPD 双功能器件对整个有机光电子集成器件的组成体系来说非常重要，在民事和军用领域的发展空间都十分广阔。1.2 有机双功能器件发展历程1.2.1 研究历史如今，人们研究的有机双功能器件，主要包括 OLED-OPD 双功能器件、OLED-OSC 双功能器件和 OSC-OPD 双功能器件等。这几种有机双功能器件在这几十年来经历了从无到有，再到成为一个非常有研究前景和现实意义的研究方

【相似文献】

相关期刊论文 前10条

1 ;元器件性能直指10Gb/s高速传输[J];电子设计应用;2005年09期

2 刘鉴伟;;硅双栅MOSFET-LF142的研制[J];微处理机;1987年03期

3 潘桂忠;;Z-80 CPU的研制[J];微电子学与计算机;1988年04期

4 潘桂忠;曾戈虹;陈康民;黄敞;;16位微机Z-8000 CPU电路研制[J];微电子学与计算机;1988年08期

5 张安康;热载流子注入对器件性能影响及其改善措施[J];电子器件;1988年04期

6 吴治奎;;后工序中受热过程对器件性能的影响[J];红外与激光技术;1989年01期

7 ;各种显示器件性能比较[J];国外发光与电光;1974年04期

8 刘显战，张书刚，张巧云，钟青;提高敏感器件性能的措施[J];压电与声光;1994年03期

9 田志;谢欣云;;应力技术改善CMOS器件性能研究进展[J];中国集成电路;2012年05期

10 郑宏;程晓曼;闫齐齐;田海军;赵赓;印寿根;;C_(60)场效应晶体管的制备及修饰层对器件性能影响的研究[J];光电子.激光;2011年10期

相关会议论文 前10条

1 张春峰;;相干空穴转移过程的二维电子光谱研究[A];第十五届全国化学动力学会议论文集[C];2017年

2 曲波;陈志坚;许峰;龚旗煌;;色度稳定的新型红色有机电致发光材料及其器件性能研究[A];第十二届基础光学与光物理讨论会论文摘要集[C];2006年

3 方俊锋;李晓冬;张文俊;;非共轭有机小分子光伏界面修饰材料和器件性能研究[A];中国化学会第30届学术年会摘要集-第二十二分会：有机光伏的机遇和挑战[C];2016年

4 方俊锋;张文俊;李晓冬;;有机小分子光伏界面修饰材料和器件性能研究[A];中国化学会第29届学术年会摘要集——第25分会：有机光伏[C];2014年

5 邓丹;张亚杰;吕琨;魏志祥;;分子设计调控形貌降低电荷复合改进器件性能[A];中国化学会2017全国高分子学术论文报告会摘要集——主题I：能源高分子[C];2017年

6 方小燕;胡皓全;赵家升;杨显清;;外部电磁干扰对SAW器件性能的影响研究[A];第十四届全国电磁兼容学术会议论文集[C];2004年

7 汝琼娜;李光平;李静;何秀坤;;SI-GaAs材料微区均匀性对门电路器件性能影响[A];中国电子学会生产技术学分会理化分析专业委员会第六届年会论文集[C];1999年

8 邓丹;张亚杰;吕琨;魏志祥;;可溶性有机光伏小分子的结构设计对微观形貌的调控[A];2015年全国高分子学术论文报告会论文摘要集——主题H 能源高分子[C];2015年

9 鞠焕鑫;David S.Ginger;朱俊发;;有机太阳能电池中界面结构与器件性能内在联系的研究[A];中国化学会第30届学术年会摘要集-第二十二分会：有机光伏的机遇和挑战[C];2016年

10 杨旭东;陈汉;吴永真;陈伟;刘健;韩礼元;;高效率钙钛矿太阳电池:微观结构与器件性能[A];第二届新型太阳能电池学术研讨会论文集[C];2015年

相关重要报纸文章 前2条

1 本报记者 刘晶;无人系统关键器件性能须持续提升[N];中国电子报;2018年

2 ;MOSFET工艺平台提升功率器件性能[N];中国电子报;2013年

相关博士学位论文 前10条

1 李杰;空穴的注入与传输对有机光电子器件性能的影响[D];电子科技大学;2018年

2 袁剑峰;酞菁铜有机场效应晶体管器件性能的研究[D];中国科学院研究生院（长春光学精密机械与物理研究所）;2005年

3 夏虹;有机电致磷光器件中的主—客体材料匹配及对器件性能的影响[D];吉林大学;2006年

4 李立胜;卟啉小分子体异质结太阳能电池和光电探测器的活性层形貌调控及器件性能研究[D];华南理工大学;2015年

5 李青;电子的注入与传输对有机光电子器件性能的影响[D];电子科技大学;2013年

6 谷学汇;聚合物表面修饰对紫外探测器性能影响的研究[D];吉林大学;2014年

7 李玉峰;有机场效应晶体管界面修饰及性能研究[D];青岛科技大学;2015年

8 李春;可溶性有机小分子电致发光器件制备与性能研究[D];华南理工大学;2011年

9 袁广才;Pentacene基有机薄膜晶体管性能改善机制的研究[D];北京交通大学;2009年

10 孙钦军;有机薄膜晶体管中接触效应的研究[D];北京交通大学;2011年

相关硕士学位论文 前10条

1 朱方云;自聚集诱导发光材料掺杂对有机双功能器件性能的影响[D];电子科技大学;2018年

2 林燕;基于喷墨打印有机场效应晶体管器件性能研究[D];南京邮电大学;2016年

3 董木森;提高OLED中载流子注入和传输效率及器件性能的研究[D];天津理工大学;2011年

4 李淼;基于梯形聚合物给体和小分子受体的有机太阳能电池器件性能研究[D];河南大学;2017年

5 何佳铸;硫化钼二维材料的制备、光学性质及其器件性能研究[D];深圳大学;2017年

6 陈艳丽;酞菁氯铝缓冲层在有机电致发光器件中的应用[D];北京交通大学;2010年

7 王亭;有机光伏器件界面层对器件性能影响的研究[D];南京邮电大学;2016年

8 葛运成;有机薄膜太阳电池器件性能的优化[D];华南理工大学;2015年

9 蒋晶;基于溶液化方法制备有机场效应晶体管的研究[D];天津理工大学;2015年

10 彭云飞;InZnO:N薄膜晶体管的研制[D];北京交通大学;2016年

本文编号：2721288