【摘要】：電荷轉(zhuǎn)移態(tài)作為相互關(guān)聯(lián)的電子空穴對(duì)所形成的激發(fā)態(tài),已成為有機(jī)溫度傳感、有機(jī)太陽(yáng)能電池(OPV)和有機(jī)發(fā)光二極管(OLED)等領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)。但目前的有機(jī)發(fā)光領(lǐng)域中,對(duì)電荷轉(zhuǎn)移態(tài)的研究仍然較為局限,只能通過(guò)尚不完善的理念來(lái)設(shè)計(jì)材料和器件。本文對(duì)有機(jī)發(fā)光材料到電致發(fā)光二極管器件中的電荷轉(zhuǎn)移態(tài)及能量傳遞進(jìn)行研究,擴(kuò)展了電荷轉(zhuǎn)移態(tài)材料在有機(jī)溫度傳感和OLED領(lǐng)域中的研究和應(yīng)用,具體內(nèi)容如下:(1)利用Pt-BAN-N1中金屬-金屬到配體電荷轉(zhuǎn)移(MMLCT)態(tài)在能量傳遞過(guò)程中起到的臺(tái)階作用,在更低溫度時(shí)將金屬-配體電荷轉(zhuǎn)移(MLCT)態(tài)能量更有效地傳遞給蒽的三重激發(fā)態(tài)(~3An),使得在708 nm的發(fā)射峰相對(duì)強(qiáng)度隨溫度呈線性變化,最終從能量轉(zhuǎn)移機(jī)制上分析出了Pt-BAN-N1具有優(yōu)異溫度傳感特性的原因。并且,通過(guò)發(fā)光光譜、瞬態(tài)光譜和理論計(jì)算,分析得到,溶液中的456 nm、薄膜中502 nm和708 nm的發(fā)射峰分別源于配體的熒光發(fā)射、~3MLCT態(tài)和~3An。(2)由于BNAC-1激發(fā)態(tài)構(gòu)型的改變和較強(qiáng)的分子間作用力,使其能形成穩(wěn)定的分子間電荷轉(zhuǎn)移態(tài),產(chǎn)生了503 nm處的發(fā)射峰。因此,通過(guò)源于蒽基團(tuán)、分子間電荷轉(zhuǎn)移態(tài)和激基締合物的藍(lán)光、綠光和黃光生成的三重發(fā)射峰,有助于改善單分子白光器件的顯色指數(shù)。并且,通過(guò)BNAC-1和BNAC-2的光致發(fā)光光譜、瞬態(tài)光譜和理論計(jì)算,分析發(fā)現(xiàn),在溶液中423 nm和薄膜中450 nm的發(fā)射峰源于蒽基團(tuán),薄膜中560 nm的發(fā)射峰源于激基締合物。(3)基于電荷轉(zhuǎn)移態(tài)材料作為主體設(shè)計(jì)發(fā)光層結(jié)構(gòu),研究此種結(jié)構(gòu)對(duì)器件性能的提升作用。首先,將電荷轉(zhuǎn)移態(tài)材料DMACNMPTO作為單一主體,構(gòu)建了藍(lán)光、綠光和黃光TADF器件,分別實(shí)現(xiàn)了18%、18.56%和19.13%的最大外量子效率,而且器件的效率滾降得到改善,相比于基于傳統(tǒng)主體材料制備的器件,均展現(xiàn)出更好的器件性能。此外,使用電荷轉(zhuǎn)移態(tài)材料IndCzpTr-1兼做藍(lán)光發(fā)光客體和黃光主體,獲得最大外量子效率為14.04%的純熒光白光器件和最大外量子效率為21.72%的雜化白光器件。(4)基于高電子遷移率的材料m-D15NCzDPA作為器件的電子傳輸層材料,通過(guò)使用電荷轉(zhuǎn)移態(tài)材料做發(fā)光層的主體來(lái)改善器件中的激子淬滅。分別將DMACNMPTO作為藍(lán)光磷光和TADF材料的主體,將IndCzpTr-1作為綠光、黃光磷光和TADF材料的主體制備器件,以傳統(tǒng)材料做主體的器件作為參比研究對(duì)象,結(jié)果表明新型器件不僅在效率上獲得了大幅度的提升,而且,綠光和黃光器件均實(shí)現(xiàn)了2.2-2.3 V的超低開(kāi)啟電壓。(5)設(shè)計(jì)多層摻雜功能層結(jié)構(gòu),制備了基于以電荷轉(zhuǎn)移態(tài)材料作為輔助客體的熒光和磷光器件。在熒光器件中,通過(guò)輔助摻雜層中的SFI34pTz將更多的激子能量傳遞給普通熒光材料TBRb,最終,多層摻雜層型熒光器件實(shí)現(xiàn)了20%的效率提升;在磷光器件中,通過(guò)不同摻雜功能層之間有效的Dexter能量傳遞,將輔助摻雜層中的激子通過(guò)Dexter能量轉(zhuǎn)移傳遞給發(fā)光客體PO-01,最終,多層摻雜層型磷光器件實(shí)現(xiàn)了21.82%的最大外量子效率。
【學(xué)位授予單位】：華中科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號(hào)】：TN383.1

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