熱激發(fā)延遲熒光OLED中激子行為對器件穩(wěn)定性的影響研究
發(fā)布時間:2021-01-13 22:28
有機(jī)電致發(fā)光二極管(OLED)具有高效率、寬視角、高對比度、快速響應(yīng)、質(zhì)量輕、大面積均勻發(fā)光、可實(shí)現(xiàn)柔性顯示等獨(dú)特優(yōu)點(diǎn)而在固態(tài)光源和全彩顯示的背光源領(lǐng)域有廣泛應(yīng)用前景。制備OLED的材料主要有熒光材料、磷光材料和熱激發(fā)延遲熒光(TADF)材料。由于受電子自旋統(tǒng)計的限制,熒光材料是單重態(tài)(S1)激子發(fā)光,其器件的內(nèi)量子效率最大不超過25%,功率效率(PE)較低。磷光材料能夠有效的俘獲單重態(tài)和三重態(tài)(T1)激子而輻射發(fā)光,實(shí)現(xiàn)100%的內(nèi)量子效率,但磷光發(fā)光材料的穩(wěn)定性較差,導(dǎo)致器件的壽命無法滿足實(shí)際應(yīng)用的要求。熱激發(fā)延遲熒光材料不含貴金屬且具有較小的單重態(tài)和三重態(tài)能量差(ΔEST),其三重態(tài)激子可以反向系間竄越(RISC)到單重態(tài),得到較高產(chǎn)量的單重態(tài)熒光,最終實(shí)現(xiàn)100%的內(nèi)量子效率,近來備受青睞。目前,基于熱激發(fā)延遲熒光材料制備的單色光OLED外量子效率(EQE)已接近或超過30%,但是,藍(lán)光、紅光熱激發(fā)延遲熒光材料及器件在滿足高效率的同時器件的亮度低、穩(wěn)定性差,成為影響TADF OLED產(chǎn)業(yè)化的瓶頸之一。本文采用藍(lán)色...
【文章來源】:南華大學(xué)湖南省
【文章頁數(shù)】:87 頁
【學(xué)位級別】:碩士
【部分圖文】:
OLED在實(shí)際生活中的應(yīng)用示意圖
14到基態(tài),其失活過程還包括系間竄越((IntersystemCrossing,ISC))和內(nèi)轉(zhuǎn)換(InternalConversion,IC)等。系間竄越指激發(fā)態(tài)分子通過無輻射躍遷從單重激發(fā)態(tài)到達(dá)三重激發(fā)態(tài)。如圖2.1,如果S1和T1之間有很好的耦合,激子會從S1通過系間竄越過渡到T1。內(nèi)轉(zhuǎn)換指激發(fā)態(tài)分子通過無輻射躍遷回到相同自旋多重態(tài)低勢能面的過程,內(nèi)轉(zhuǎn)換過程中伴隨著能量損耗。圖2.1分子內(nèi)熒光、磷光發(fā)射過程示意圖(F為熒光,P為磷光,IC為內(nèi)轉(zhuǎn)換,VR為振動弛豫,ISC為系間竄越,NR為非自發(fā)輻射)在OLED器件中,有些小分子材料直接用作發(fā)射體會產(chǎn)生嚴(yán)重的濃度淬滅現(xiàn)象,所以這些材料一般不直接作為發(fā)光層,而是采用主客體發(fā)光體系的結(jié)構(gòu),即將能量較小的客體摻雜在能量較大的主體材料中,由主體材料傳遞給客體材料來發(fā)光。在主客體發(fā)光體系中主要有兩種發(fā)光機(jī)制。1、能量轉(zhuǎn)移能量轉(zhuǎn)移又分為Frster能量轉(zhuǎn)移和Dexter能量轉(zhuǎn)移[54](具體過程見圖2.2)。Frster能量轉(zhuǎn)移是指光子從一個處于激發(fā)態(tài)的分子(給體)發(fā)出,被另一個處于基態(tài)的分子(受體)吸收,其發(fā)生的概率與給體分子的熒光光譜和受體分子的吸收光譜的交疊程度成正比。它是給體與受體之間偶極子-偶極子相互作用而造成的非輻射能量轉(zhuǎn)移,這種能量轉(zhuǎn)移是通過光子的發(fā)射和再吸收為中介,適合距離長達(dá)4-100nm之間分子進(jìn)行能量轉(zhuǎn)移,因此只有單重態(tài)激子才能夠發(fā)生。當(dāng)一個處于激發(fā)態(tài)的分子(給體)和另一個處于基態(tài)的分子(受體)相距很近,彼此
之間電子云重疊,給體上的電子和空穴能直接遷移到鄰近的受體上,完成載流子遷移的同時完成能量轉(zhuǎn)移即為 Dexter 能量轉(zhuǎn)移。Dexter 能量轉(zhuǎn)移屬近距離能量轉(zhuǎn)移(分子距離在 1-2 nm 以內(nèi)),該過程單重態(tài)-單重態(tài)和三重態(tài)-三重態(tài)能量轉(zhuǎn)移都可以發(fā)生。 2、載流子捕獲 載流子捕獲就是電子和空穴直接被客體材料所捕獲,在客體材料上復(fù)合形成激子,進(jìn)而激發(fā)客體材料輻射光子而發(fā)光。
本文編號:2975663
【文章來源】:南華大學(xué)湖南省
【文章頁數(shù)】:87 頁
【學(xué)位級別】:碩士
【部分圖文】:
OLED在實(shí)際生活中的應(yīng)用示意圖
14到基態(tài),其失活過程還包括系間竄越((IntersystemCrossing,ISC))和內(nèi)轉(zhuǎn)換(InternalConversion,IC)等。系間竄越指激發(fā)態(tài)分子通過無輻射躍遷從單重激發(fā)態(tài)到達(dá)三重激發(fā)態(tài)。如圖2.1,如果S1和T1之間有很好的耦合,激子會從S1通過系間竄越過渡到T1。內(nèi)轉(zhuǎn)換指激發(fā)態(tài)分子通過無輻射躍遷回到相同自旋多重態(tài)低勢能面的過程,內(nèi)轉(zhuǎn)換過程中伴隨著能量損耗。圖2.1分子內(nèi)熒光、磷光發(fā)射過程示意圖(F為熒光,P為磷光,IC為內(nèi)轉(zhuǎn)換,VR為振動弛豫,ISC為系間竄越,NR為非自發(fā)輻射)在OLED器件中,有些小分子材料直接用作發(fā)射體會產(chǎn)生嚴(yán)重的濃度淬滅現(xiàn)象,所以這些材料一般不直接作為發(fā)光層,而是采用主客體發(fā)光體系的結(jié)構(gòu),即將能量較小的客體摻雜在能量較大的主體材料中,由主體材料傳遞給客體材料來發(fā)光。在主客體發(fā)光體系中主要有兩種發(fā)光機(jī)制。1、能量轉(zhuǎn)移能量轉(zhuǎn)移又分為Frster能量轉(zhuǎn)移和Dexter能量轉(zhuǎn)移[54](具體過程見圖2.2)。Frster能量轉(zhuǎn)移是指光子從一個處于激發(fā)態(tài)的分子(給體)發(fā)出,被另一個處于基態(tài)的分子(受體)吸收,其發(fā)生的概率與給體分子的熒光光譜和受體分子的吸收光譜的交疊程度成正比。它是給體與受體之間偶極子-偶極子相互作用而造成的非輻射能量轉(zhuǎn)移,這種能量轉(zhuǎn)移是通過光子的發(fā)射和再吸收為中介,適合距離長達(dá)4-100nm之間分子進(jìn)行能量轉(zhuǎn)移,因此只有單重態(tài)激子才能夠發(fā)生。當(dāng)一個處于激發(fā)態(tài)的分子(給體)和另一個處于基態(tài)的分子(受體)相距很近,彼此
之間電子云重疊,給體上的電子和空穴能直接遷移到鄰近的受體上,完成載流子遷移的同時完成能量轉(zhuǎn)移即為 Dexter 能量轉(zhuǎn)移。Dexter 能量轉(zhuǎn)移屬近距離能量轉(zhuǎn)移(分子距離在 1-2 nm 以內(nèi)),該過程單重態(tài)-單重態(tài)和三重態(tài)-三重態(tài)能量轉(zhuǎn)移都可以發(fā)生。 2、載流子捕獲 載流子捕獲就是電子和空穴直接被客體材料所捕獲,在客體材料上復(fù)合形成激子,進(jìn)而激發(fā)客體材料輻射光子而發(fā)光。
本文編號:2975663
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