目前,有機發(fā)光二極管(OLEDs)作為新一代顯示照明技術(shù)正走進人們的生活,熱活化延遲熒光(TADF)材料作為OLEDs第三代發(fā)光材料獲得了研究者的廣泛關(guān)注。經(jīng)過多年的發(fā)展,研究人員已合成出許多性能優(yōu)異的TADF材料,藍綠紅三色均有相對應(yīng)的TADF材料實現(xiàn)了超過20%的外量子效率(EQE),可與磷光材料相媲美。對于白光有機發(fā)光二極管(WOLEDs)來說,目前大多數(shù)TADF材料都是作為發(fā)光材料或輔助摻雜劑應(yīng)用到WOLEDs中用以提高器件的效率,少數(shù)TADF材料可以作為摻雜劑的主體材料,通過不完全能量傳遞實現(xiàn)白光發(fā)射�？勺鳛橹黧w且能有效改善WOLEDs性能的TADF材料目前仍然有限,而且TADF材料作為主體在WOLEDs中的研究還不夠系統(tǒng),因此應(yīng)對TADF材料在WOLEDs中的應(yīng)用進行更深入的研究。本論文研究了一種在非摻雜結(jié)構(gòu)下也能實現(xiàn)高效率的藍光TADF材料mSOAD,并探究了其在WOLEDs中的應(yīng)用。首先分析了TADF材料mSOAD本身的光電性能,制備了高性能的藍光OLEDs,進而將其作為主體材料實現(xiàn)了高效的紅光和白光OLEDs器件;接著將該TADF材料作為激基復(fù)合物的給體,設(shè)計了一種高效率的全熒光WOLEDs,拓展了TADF材料的應(yīng)用范圍;最后,將TADF材料和發(fā)光超薄層結(jié)合,制備了高性能非摻雜的WOLEDs。具體研究內(nèi)容如下:1、第二章中,首先對藍光TADF材料mSOAD進行了研究,制備了非摻雜結(jié)構(gòu)的藍光OLEDs,所得到的藍光器件具有14%的高EQE。接著用該藍光TADF材料作為主體,磷光材料Ir(pq)_2acac作為摻雜劑調(diào)控激子,制備了高效率的紅光和白光OLEDs。紅光OLEDs的最大電流效率(CE),功率效率(PE)和EQE分別為32.7 cd A~(-1),31.0 lm W~(-1)和20.3%;WOLEDs在所有摻雜濃度下都具有高的色穩(wěn)定性,低的工作電壓,最大CE,PE和EQE分別為28.2-32.0 cd A~(-1),26.3-30.5 lm W~(-1)和12.2-17.4%。2、第三章中,針對mSOAD作為TADF材料本身就具有給受體單元的特性,將其作為給體,PO-T2T作為受體,制備了黃-綠色發(fā)光的激基復(fù)合物OLEDs,器件的CE,PE和EQE的最大值可分別達到31.4 cd A~(-1),36.6 lm W~(-1)和9.7%,且具有450-700 nm的寬光譜覆蓋范圍。進而通過引入傳統(tǒng)材料DCJTB作為該激基復(fù)合物的紅光發(fā)射摻雜劑,利用激基復(fù)合物主體到摻雜劑之間的不完全能量傳遞,實現(xiàn)了全熒光WOLEDs。進一步優(yōu)化器件結(jié)構(gòu)后,所得到的全熒光WOLEDs的CE,PE和EQE分別為30.2 cd A~(-1),28.0lm W~(-1)和11.6%。同時,全熒光WOLEDs的色穩(wěn)定性良好,電壓從5 V增加到8 V時,色坐標變化僅為(0.030,0.008)。3、第四章中,由于之前的研究均采用了主-客體摻雜結(jié)構(gòu)作為主要的發(fā)光層結(jié)構(gòu),在器件制備過程中出現(xiàn)了摻雜濃度難以精確控制,器件重復(fù)性差,制備時各蒸發(fā)源相互污染的問題。因此,在本章中設(shè)計了具有非摻雜結(jié)構(gòu)的WOLEDs,探討TADF材料在非摻雜WOLEDs中的應(yīng)用。用該藍光TADF材料mSOAD與紅色發(fā)光的超薄層相結(jié)合實現(xiàn)了互補色的白光發(fā)射,且器件的性能通過調(diào)節(jié)發(fā)光超薄層的位置和層數(shù)可得到極大的提高。具有最佳性能的WOLEDs最大CE,PE和EQE分別達到了31.9 cd A~(-1),30.4 lm W~(-1)和17.3%。同時,在4-8V激發(fā)電壓下,CIE值為(0.469±0.008,0.382±0.004),實現(xiàn)了白光器件高的色穩(wěn)定性。
【學(xué)位單位】：太原理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位年份】：2019
【中圖分類】：TN383.1;TB34
【部分圖文】：

rganic Light-Emitting Diodes）的出現(xiàn)，顯示屏幕出現(xiàn)了重大變革[1]。如圖 1-1 所EDs 顯示技術(shù)與傳統(tǒng)的 LCD 顯示方式不同，可通過電流驅(qū)動有機薄膜使薄膜本不需要背光源，屬于自發(fā)光。相比于現(xiàn)有的顯示技術(shù)，OLEDs 具有超薄、抗、可視角度大、響應(yīng)時間短、低溫性好、發(fā)光效率高、可彎曲及出色的對比度點。OLEDs 顯示技術(shù)不僅在顯示屏幕的表現(xiàn)方面效果優(yōu)異，而且在柔性領(lǐng)域大的潛力，可制備成各種形狀的可穿戴設(shè)備以及應(yīng)用于藝術(shù)照明等領(lǐng)域，拓展幕的應(yīng)用范圍，刷新了人們對顯示屏幕的傳統(tǒng)認知。因此 OLEDs 作為新一代術(shù)具有十分重要的研究意義，其區(qū)別于傳統(tǒng)顯示方式的巨大潛力，將極大的改生活方式[2]。

分別位于發(fā)光材料的 S1能級和 T1能級，如圖 1-2 所示[6]。三種發(fā)光材，熒光和磷光材料都是激子從激子輻射躍遷回到基態(tài)的過程，只不過熒光材料只能線態(tài)激子從 S1激子輻射躍遷到 S0能級，只能利用 25%的單線態(tài)激子，激子利用率光材料是通過將銥（Iridium，Ir）、鉑（Platinum，Pt）、錸（Rhenium，Re）、鋨（Osmis）等重金屬和有機材料相結(jié)合所研究出的金屬配合物，在重金屬原子的作用下，單激子可通過系間竄越（Intersystem crossing，ISC）轉(zhuǎn)化為三線態(tài)激子，而三線態(tài)激可實現(xiàn)從 T1能級到 S0能級的輻射躍遷。因此，在電激發(fā)下，磷光材料可以實現(xiàn) 1內(nèi)量子效率。在光輸出耦合效率一般為 20%的情況下，熒光材料理論上只能實現(xiàn)最 5%的外量子效率（EQE），磷光材料可實現(xiàn)最大為 20%的 EQE。

TADF 材料的發(fā)現(xiàn)可以追溯到 20 世紀（圖 1-3），1961 年，Parker 和 Hatchard 在曙紅染料中首次發(fā)現(xiàn)了屬于純有機材料的 TADF 材料，并命名為 E-type 延遲熒光材料[9]。1980 年，Blasse 和他的同事在 Cu(I)的金屬配合物中發(fā)現(xiàn)了具有延遲熒光效應(yīng)的第一例含金屬的 TADF 材料[10]。1990 年的時候，Berberan-Santos 和他的同事進一步在富勒烯中證明了高效率延遲熒光的出現(xiàn)[11]。這些延遲熒光材料的證明以及發(fā)現(xiàn)都為后來 TADF材料更深入的應(yīng)用研究奠定了基礎(chǔ)。
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本文編號：2837800