不同波段發(fā)光材料的設計合成及應用,對于有機半導體特別是有機發(fā)光二極管和有機激光的發(fā)展有著極為重要的意義。在眾多的發(fā)光材料體系中,梯形材料由于具有優(yōu)異的穩(wěn)定性、大的π共軛平面等優(yōu)點,對于提高激光增益介質的光熱穩(wěn)定性和增益特性發(fā)揮著重要的作用。本論文從設計高性能的有機激光增益介質出發(fā),設計合成了一系列發(fā)光波段在藍光和黃光的梯形材料。通過引入高效的發(fā)光單元、大的π共軛平面、采用星狀分子設計思路等方式,開發(fā)出了一系列結構完整、性能優(yōu)異的有機激光增益介質材料體系。同時,針對近紅外區(qū)域有機發(fā)光材料匱乏且效率較低等問題,設計合成了一系列近紅外發(fā)光材料體系,具體內容如下:（1）以三苯胺為端基,烷基苯梯形結構為骨架,通過引入不同π共軛分子核,合成了一系列線性梯形分子LBDT,LIDT和LIDTT。結果顯示,材料不僅顯示出良好的熱穩(wěn)定性,而且還具有較低的ASE閾值,其中LBDT和LIDTT具有優(yōu)良的ASE熱穩(wěn)定性,高的凈增益系數以及低損耗值。我們通過引入不同的π共軛核,成功實現了材料的發(fā)光從綠光到黃光波段的調控。（2）通過采用芘作為中間的核結構,具有不同共軛長度的梯形結構作為骨架,并用二苯胺封端,成功構筑... 

【文章來源】： 高坤 南京郵電大學

【文章頁數】：101 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

有機半導體的應用有機發(fā)光二極管

南京郵電大學碩士研究生學位論文第一章緒論2圖1.2常見有機發(fā)光二極管的結構圖1.2.1有機發(fā)光二極管的發(fā)光原理OLEDs工作機制主要分為載流子注入與傳輸、激子形成、激子擴散和激子復合發(fā)光的四個階段。（1）載流子注入與傳輸：OLED器件在外加電場驅動下，空穴和電子從費米能級越過界面勢壘，注入到有機功能層材料的最高占據分子軌道(highestoccupiedmolecularorbital，HOMO)和最低未占據分子軌道(lowestunoccupiedmolecularorbital，LUMO)能級。接著，載流子需要克服不同有機功能材料之間存在能量勢壘，進一步進入到發(fā)光層中。通常會通過對電極與界面修飾、對傳輸材料進行p型或n型摻雜等方法，平滑載流子的注入與傳輸過程。（2）激子形成：在外界激發(fā)的條件下，材料中的空穴和電子相向運輸注入發(fā)光層后，最終在發(fā)光層內或界面處發(fā)生相互吸引和復合，形成分子內相互束縛的空穴電子對（激子）。（3）激子擴散：激子形成后在材料的分子間傳輸，而激子的傳輸主要是激子的能量在分子之間的相互傳遞。其中最常見的兩種能量傳輸機理分為：Frster能量轉移和Dexter能量轉移。能量給體躍遷的偶極子產生電場，誘導激發(fā)態(tài)的給體與受體間分子軌道能級發(fā)生共振耦合，通過偶極-偶極相互作用，從而將能量傳遞給基態(tài)受體并激發(fā)受體分子，這稱之為Frster能量轉移。Dexter能量轉移則是電子從給體分子的激發(fā)軌道上直接交換到受體分子的激發(fā)態(tài)上，同時受體分子的電子也從基態(tài)交換到給體的基態(tài)上。（4）激子復合發(fā)光：當電子躍遷到更高的能級形成激發(fā)態(tài)后，激子并不穩(wěn)定，會通過輻射和非輻射躍遷釋放能量并回到穩(wěn)定的基態(tài)，從而產生熒光或磷光。

南京郵電大學碩士研究生學位論文第一章緒論3圖1.3有機發(fā)光二極管的發(fā)光原理圖1.2.2有機發(fā)光二極管的器件性能表征對OLED器件的性能描述時，通常會從發(fā)射光譜與吸收光譜、電流(current，I)電壓(voltage，V)曲線、外量子效率(externalquantumefficiency，EQE)、發(fā)光亮度(luminance，L)與開啟電壓(turn-onvoltage，Von)、流明效率(luminanceefficiency，LE)與功率效率(powerefficiency，PE)、工作壽命和色度坐標等[13]多個方面進行器件表征。1.2.3有機發(fā)光二極管的研究進展在科研上，對OLED顯示技術的研究發(fā)展主要聚焦在新型有機功能材料的開發(fā)與制備、器件工藝的改進與結構的優(yōu)化以及完善相關理論體系等方面。上世紀60年代，Bernanose教授團隊用400V直流電壓驅動單晶蒽，首次發(fā)現有機半導體小分子的EL現象[14]。1987年，C.W.Tang等通過真空熱蒸鍍法，使得有機物沉積形成有機薄膜，并制備了三明治結構的OLED，在制備技術方面取得了突破性成就[15]。1990年，英國劍橋大學的Friend教授團隊報道了高分子導電聚合物PPV在低壓驅動下的EL現象，從而將導電聚合物引入到OLED領域[16]。1998年，Forrest教授團隊首次發(fā)現基于鉑配合物的重金屬原子自旋-軌道耦合效應的磷光EL現象，將內量子效率從傳統(tǒng)熒光材料當中的25%的理論上限提高到100%[17]。2000年，Pardo等報道了關于OLED的絲網印刷制備技術[18]，進一步推動了大尺寸OLED制備工藝的發(fā)展。2009年，Adachi教授團隊首次發(fā)現熱激活延遲熒光(thermallyactivateddelayedfluorescence，TADF)現象，報道了繼傳統(tǒng)熒光和磷光材料之后的第三代發(fā)光材料(TADF材料)[19]。在2012年，該團隊又成功將TADF材料應用于OLED器件中，進而大幅提高了器件中三線態(tài)激子的利用率，器件的外量子效率發(fā)生顯著提高[2]。


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