有机发光二极管中的三重态--三重态湮灭和单重态--单重态湮灭

摘要

缺少高效稳定的蓝光器件是有机发光二极管(OLED)产业发展的瓶颈，研究者将解决这一瓶颈问题的希望放在了近些年新出现的延迟荧光OLED上。三重态-三重态湮灭(TTA)上转换和热活化延迟荧光(TADF)是纯有机分子将不发光的三重激发态转变为发光的单重激发态的两个主要途径。本论文考察了基于TTA和TADF机理实现高效稳定蓝光OLED的可能性。 1.2-甲基-9，10-双（萘-2-基）蒽(MADN)在溶液中的TTA发光已被证实。制备了以MADN为主体的蓝光荧光器件，并与用传统主体材料的器件进行对比。发现所有器件在低电流密度下的外量子效率都接近理论极限(～5％)，而高电流密度下的效率主要与主体材料的最低三重激发态(T1)能级有关。MADN薄膜的TTA过程无法得到瞬态光致发光和瞬态电致发光光谱的证实。我们认为MADN器件有小的效率滚降是由于MADN低的T1能级能有效淬灭客体荧光分子的三重态，在高电流密度下避免了激子饱和，并非由于TTA的作用。 2.基于蓝光TADF分子DMAC-DPS在有机薄膜中的荧光动力学，发现单重态-单重态激子湮灭(SSA)才是蓝光器件老化的主因，而不是之前认为的TTA或三重态激子-极化子湮灭(TPA)。这说明为了提高蓝光器件的稳定性，我们需要缩短激子处于单重态的时间，而不是总的激发态寿命。由于荧光辐射是SSA的主要竞争过程，提高荧光辐射速率（kF）有望大幅度提高蓝光TADF器件的半寿命(LT50)。据此我们设计合成了系列天蓝光TADF分子进行对比研究，证明了蓝光TADF器件的LT50大约正比于kF2。我们的发现为研究蓝光OLED的老化提供了新的视角，并为设计合成高效稳定的蓝光TADF分子提供了新思路。

目录

声明

致谢

摘要

缩略语表

1 绪论

1．1 引言

1．2 OLED的发展历史及现存问题

1．3 OLED的技术原理及性能参数

1．3．1 OLED的基本结构

1．3．2 OLED的发光原理

1．3．3 OLED器件的基本表征参数

1．4 有机材料的上转换机制

1．4．1 热活化延迟荧光(TADF)

1．4．2 三重态-三重态湮灭上转化(TTA)

1．4．3 单重态-单重态湮灭上转化(SSA)

1．5 有机电致发光器件的稳定性

1．5．1 OLED器件的非本质老化

1．5．2 OLED器件的本质老化

1．6 课题的提出及意义

2．1 原料与试剂

2．2 仪器设备

2．3 器件制备与封装

2．3．1 器件蒸镀

2．3．2 器件封装

2．4 性能表征

3 用TTA及TADF上转换提高蓝光荧光器件效率

3．2．2 器件结构设计

3．3 结果与讨论

3．3．1 MADN：磷光敏化剂主客体掺杂薄膜的瞬态荧光表征

3．3．2 MADN掺杂DPAVBi荧光器件表征

3．3．3 不同T1主体掺杂荧光器件性能表征及对比

3．3．4 器件电致瞬态光谱

3．3．5 TADF主体掺杂DPAVBi荧光器件性能表征

3．3．6 DPAVB材料光物理表征

3．3．7 TADF主体掺杂DPAVB荧光器件性能表征

3．4 本章小结

4 抑制SSA上转换提高蓝光TADF器件稳定性

4．1 前言

4．2 实验部分

4．2．1 分子计算模拟

4．2．2 光物理性质表征

4．2．3 器件结构设计

4．3 结果与讨论

4．3．1 DMAC-DPS光老化研究

4．3．2 溶液中的吸收光谱、室温荧光光谱、低温磷光光谱

4．3．3 TADF材料循环伏安曲线

4．3．4 DPEPO掺杂薄膜光致稳态和瞬态光谱

4．3．5 分子模拟结果

4．3．6 TADF蓝光OLED的器件性能

4．3．7 TADF蓝光OLED的老化机理解释—单重态-单重态湮灭(SSA)

4．4 本章小结

5 全文总结

参考文献

作者简介

硕士期间科研成果