掺杂型热致延迟荧光器件及其电致发光机制的研究.docx

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1、掺杂型热致延迟荧光器件及其电致发光机制的研究在显示领域和照明领域,提高器件的发光效率是一个经久不衰的研究课题。最近几年,Adachi课题组系统性地研究和提出了热致延迟荧光的发光机制,并同时将其成功地应用到有机电致发光器件当中。根据热致延迟荧光理论,在电致激发过程中该类材料的内量子效率理论上可以达到100%。不仅如此,该类材料一般不含有贵重金属原子,因此其生产成本也被认为会低于磷光材料,并同时具有更好的环保特性。作为有机发光领域最热门的研究方向之一,已经有很多基于热致延迟荧光的案例被成功报道,并且电致发光光色覆盖从蓝光到红光等各个

2、波段。然而,这些报道中的大多数都是基于新型分子的设计,在器件优化和发光机制方面的报道相对较少。针对这一点,我们进行了如下研究:第一章的内容主要集中于介绍有机小分子电致发光领域中材料及器件的发展历程和相关的基本理论,最后阐述了本论文的思路和理论依据。第二章中,在基于绿光热致延迟荧光客体材料4CzPN的基础上,我们通过不同的主客体搭配方式引入了两种不同的电致发光机制并研究了它们对器件光电性能的不同影响。最终在基于3-CzTHZ:4CzPN发光层的器件中,通过促进载流子陷阱捕获式发光以及降低界面处的过剩电荷积累,我们实现了高效的绿光热

3、致延迟荧光器件,其最大外量子效率、最大功率效率和最大电流效率分别为22.2%、65.91m/W和76.0cd/A。第三章中,在基于新设计合成的蓝光热致延迟荧光客体材料SPFPTr的基础上,我们通过调控发光层中客体掺杂浓度的方式,研究了客体掺杂浓度、器件发光机制以及器件光电性能这三者之间的对应关系。最终在基于DPEPO:SPFPTr发光层的器件中,通过促进载流子陷阱捕获式发光,我们实现了高效的蓝光热致延迟荧光器件,其最大外量子效率、最大功率效率和最大电流效率分别为21.40%、32.71m/W和37.52cd/A。第四章中,在基于

4、新设计合成的黄光热致延迟荧光客体材料DTPATXO的基础上,我们分别采用普通荧光主体CBP和延迟荧光主体SPFPTr与之匹配构建电致发光器件。并因此证实,对于需要以低浓度形式进行掺杂的延迟荧光客体分子来说,通过延迟荧光主体材料实现主客体间能量转移式发光才是最适合的器件结构和发光机制。最终,在基于SPFPTr:DTPATXO/DPEPO:SPFPTr/SPFPTr:DTPATXO的多层发光层的器件中,我们实现了高效的黄光热致延迟荧光器件,其最大外量子效率、最大功率效率和最大电流效率分别为21.69%、67.281m/W和64.85

5、cd/A。第五章中,在基于绿光热致延迟荧光客体材料4CzPN和磷光材料FIrpic超薄层的基础上,我们将外重原子效应与热致延迟荧光理论进行了有机结合,并初步探究了外重原子和热致延迟荧光协同效应对绿光TADF器件性能的影响。最终,在基于o-CzTHZ:4CzPN发光层的器件中,我们实现了高效的绿光热致延迟荧光器件,其最大外量子效率、最大功率效率和最大电流效率分别为17.9%,50.51m/W和61.1cd/A。与不含有重原子的参考器件相比,该器件的光电性能有了整体提升,其中最大外量子效率的增幅高达38%。