新型主体材料的研究及其在旋涂型有机电致发光器件中的应用

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有机电致发光器件(OLED)已经由最初的实验室研究进入到商业化生产阶段,并逐渐取代传统的显示器,成为各大企业及科研机构的关注热点。虽然历经30年的探索,OLED相关的材料以及理论体系逐渐丰富并完善,但是仍然有不少新问题亟需科研工作者的进一步挖掘及改进。一直以来,关于主体材料的研究都非常重要,因为合适的主体材料不仅可以使发光层的电荷平衡,改善器件的激子利用率,而且对于抑制客体分子的聚集淬灭、减小激子的非辐射跃迁等机制有重大意义。本论文通过对具备不同特性的主体材料进行研究,以期获得性能优异且适用性广的溶液旋涂型主体,从而促进大尺寸、低成本的OLED的基础研究以适应产业化的发展需求。第一章为文献综述,从OLED的历史、现状到未来以及相关基础知识进行了介绍,并且就发光层的重要组成部分:主体和客体的相关文献报道分别进行了综述。最后简要阐述了本论文的设计思想及主要内容。第二章,通过必要的光物理测试方法,证实了空穴传输材料m-MTDATA和双极主体材料o-CzOXD混合后可以形成激基复合物,并且将该激基复合物作为主体应用于深红光的溶液旋涂型器件,实现了接近饱和红光的发射,最大外量子效率为11.9%,是已报道的基于聚合物混合主体的最高效率的6.6倍。在深红光溶液旋涂器件中,其外量子效率为最高效率之一,并且为如何提高器件中的激子利用率提供了一条新思路。第三章从改善传统荧光材料普遍存在的聚集淬灭现象出发,提出了一个简便有效的方法来抑制其荧光淬灭,拓展这类分子在有机固体领域的应用。用具备聚集诱导发光性质的分子TPE和聚集增强发光性质的分子m-ACSO2分别作为主体,通过F?rster能量转移作为桥梁,使主体的发光性质转移到容易发生聚集淬灭的客体上,进而诱导这类客体分子产生聚集增强发光,从而提升了电致发光效率,此外该方法具备普适性,可广泛适用于多种浓度淬灭型荧光材料的性能改善研究。第四章,结合第二章激子利用率高以及第三章抑制聚集淬灭的两大优势,将具有聚集增强发光性质的热激活延迟荧光分子m-ACSO2作为主体,三个具有聚集淬灭性质的传统荧光聚合物分别作为客体,制备溶液旋涂型器件,不仅提高了器件的激子利用率,而且抑制了客体的聚集淬灭,在双重机制作用下,基于聚合物F8BT的器件,实现了11.0 cd/A的最大电流效率,分别为非掺杂器件和传统主体mCP的器件效率的13.8倍和2.6倍。基于另外两个聚合物客体的器件,其效率也有所提升,该策略有利于实现高效的溶液旋涂型器件。第五章对本论文的主要内容进行了总结以及展望,在有机电致发光领域,发展性能优异的主体材料是降低OLED生产成本的重要推进剂。
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