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有机电致磷光器件中的主—客体材料匹配及对器件性能的影响

作　者: 夏虹
导　师: 马於光
学　校: 吉林大学
专　业: 高分子化学与物理
关键词: 器件性能载流子主体材料传输性质客体传输性能空穴传输电化学行为混合物有机电致发光器件
分类号: TN304
类　型: 博士论文
年　份: 2006年
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内容摘要

重金属配合物的应用大大提高了有机电致发光器件的效率,但由于磷光材料具有较长的激发态寿命,为避免激发态的淬灭,常将其掺入主体材料中。要求主体材料有较好的载流子传输性质、良好的成膜性和热稳定性,但我们认为主-客体之间的关系在本质上决定了电致磷光器件性能的优劣,并且目前较少地被研究。本论文选择高发光效率、电化学可逆的钌配合物作为磷光客体,不同类型的有机/聚合物材料作为主体,研究了影响主-客体匹配的因素和及对器件性能的影响。主要工作包括以下三方面:第一,分别使用传输性能不同的三种蓝光材料PVK、PBD和PF作为主体,并比较电致发光性能差异。结果显示空穴传输为主的PVK是更适合的主体,电子传输为主的PBD是不适合的。这是由于Ru(dpp)配合物特殊的电化学行为决定的,电子传输材料作为主体时一个Ru(dpp)配合物的分子可能捕获多个电子,与空穴结合时,会发生载流子无效复合。而空穴传输主体不会出现这种情况。以PF作为主体时,主-客体之间化学相容性不好,存在较严重的聚集,器件性能较差。第二,为方便地获得载流子传输性能不同的主体,采用电子和空穴传输材料的混合物作为主体,通过调节两种材料比例调节主体的传输性能。选择PVK和PBD的混合物作为Ru(dpp)和Ru(dbeb)2+的主体,调节PBD的比例,当其为40 %时,混合物的载流子传输性质与Ru(dpp)的电化学行为匹配的最好;器件性能最佳。同时也尝试了小分子混合作为主体,其器件性能优于单一小分子主体的器件性能。第三,为避免聚合物自身的缺陷,选择可旋涂的芴齐聚物TCPC和THPH作为主体,电化学数据和单载流子传输器件证明TCPC比THPH具有更强的空穴注入和传输能力。因此TCPC作为主体的发光层内具有相对较多的空穴,这有利于载流子的有效再结合,Ru(dpp): TCPC表现出更高的电致磷光性能。此外以TCPC作为Irppq的主体的红光器件和以TCPC同时作为主体的白光器件都获得较好的器件性能,这说明TCPC是较为优良的主体材料。

全文目录

第一章前言  8-36
  第1节有机电致磷光器件的发展  8-16
    1.1.1 红色有机电致磷光器件  9-13
      1.1.1.1 钌配合物  9-11
      1.1.1.2 铱配合物  11
      1.1.1.3 锇配合物  11-12
      1.1.1.4 铼和铂配合物  12-13
    1.1.2 绿色有机电致磷光器件  13-15
      1.1.2.1 铱配合物  13-14
      1.1.2.2 铜、铼和铂配合物  14-15
    1.1.3 蓝色有机电致磷光器件  15-16
  第2节电致磷光器件主体材料的选择  16-20
  第3节主体材料与器件性质  20-34
    1.3.1 高分子材料作为主体  20-29
      1.3.1.1 聚乙烯咔唑(PVK)及其衍生物  21-24
      1.3.1.2 聚芴(PF)及其衍生物  24-28
      1.3.1.3 聚苯衍生物  28-29
      1.3.1.4 其他聚合物  29
    1.3.2 小分子材料作为主体  29-34
      1.3.2.1 八羟基喹琳铝(Alq_3)  29-30
      1.3.2.2 CBP 及其衍生物  30-33
      1.3.2.3 含Si 原子的小分子主体  33
      1.3.2.4 由芴单元构成的小分子主体  33-34
  第4节本论文的设计和思路  34-36
第二章载流子传输性质不同的材料作为主体的电致磷光器件研究  36-62
  第1节引言  36
  第2节主体和客体的选择  36-39
  第3节 PVK 作为主体的电致磷光器件  39-47
    2.3.1 Ru(dpp): PVK 的光致发光性质  39-40
    2.3.2 Ru(dpp): PVK 的电致磷光性质  40-47
      2.3.2.1 单层器件  42-44
      2.3.2.2 多层器件  44-47
  第4节 PBD 作为主体的电致磷光器件  47-56
    2.4.1 Ru(dpp): PBD 的PL 和EL 性质  47-52
      2.4.1.1 PL 和EL 光谱  48-50
      2.4.1.2 电致发光性能  50-52
    2.4.2 影响Ru(dpp)与PVK 或PBD 匹配的因素  52-56
  第5节 PF 作为主体的电致发光性质  56-62
    2.5.1 Ru(dpp): PF 的PL 和EL 性质  56-59
    2.5.2 Ru(dpp): PF 主客体之间不匹配性的因素  59-62
第三章混合材料作为主体的电致磷光器件研究  62-85
  第1节引言  62-63
  第2节混合物PVK-PBD 作为Ru(dpp)的主体的电致磷光器件  63-72
    2.2.1 混和主体的比例对器件性能的影响  63-67
    2.2.2 客体掺杂含量及器件结构对器件性能的影响  67-72
      2.2.2.1 PL 和EL 光谱  67-69
      2.2.2.2 客体掺杂含量对器件性能影响  69-71
      2.2.2.3 器件结构对性能的影响  71-72
  第3节 PVK-PBD 作为Ru(dbeb)~(2+)的主体的电致磷光器件  72-82
    3.3.1 Ru(dmeb)~(2+)和Ru(dbeb)~(2+)的性质  72-76
      3.3.1.1 吸收和发射光谱  73-74
      3.3.1.2 理论计算结果  74
      3.3.1.3 电化学性质  74-76
    3.3.2 Ru(dbeb)~(2+): PVK-PBD 的电致磷光性质  76-82
      3.3.2.1 PL 和EL 光谱  76-78
      3.3.2.2 简单结构的电致磷光器件  78-80
      3.3.2.3 多层结构的电致磷光器件  80-82
  第4节 CBP: PBD 作为主体的电致磷光性质  82-85
第四章齐聚物作为主体的电致磷光器件研究  85-108
  第1节引言  85
  第2节溶液加工技术制备齐聚物电致发光器件  85-91
    4.2.1 芴齐聚物  85-90
      4.2.1.1 吸收和发射光谱  86-87
      4.2.1.2 电致发光  87-90
    4.2.2 芴与苯撑乙烯的齐聚物  90-91
  第3节芴齐聚物作为磷光主体的电致发光性能研究  91-108
    4.3.1 Ru(dpp): TCPC 的电致磷光性质  91-98
      4.3.1.1 TCPC 作为主体  91-97
      4.3.1.2 TCPC 的混合物作为主体  97-98
    4.3.2 Ru(dpp): THPH 的电致磷光性质  98-100
    4.3.3 影响Ru(dpp)与芴齐聚物匹配的因素  100-102
    4.3.4 Irppq: TCPC 的电致磷光性质  102-105
    4.3.5 TCPC 作为主体的白光器件  105-108
第五章实验用试剂和测试仪器  108-111
  第1节实验用试剂和药品  108
  第2节实验用测试仪器  108-110
    5.2.1 实验仪器  108-109
    5.2.2 测试仪器  109-110
  第3节样品制备  110-111
参考文献  111-120
致谢  120-121
作者简历  121-125
中英文摘要  125-129

有机电致磷光器件中的主—客体材料匹配及对器件性能的影响

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