基于DPA主体的掺杂有机单晶红光电致发光器件的研究
由于有机单晶对比无定形薄膜具有结构上的长程有序性、极低的缺陷密度、低杂质含量和高的载流子迁移率，且单晶材料只有一个晶粒，内部分子排列取向一致，故而没有晶界，由此获得很强的结构稳定性，能承受住高温和高电压。因此以有机单晶为发光层制备的有机电致发光器件（OLEDs）相较于多晶或者非晶薄膜为发光层，具备更高的性能和更稳定的工作性质。有机单晶OLEDs的研究从1963年蒽单晶的电致发光开始，一直发展至今。目前，通过多组分掺杂单晶的生长和有效的能量转移等策略，不同发光颜色甚至白光高性能均匀面发光单晶OLEDs得以实现。但单晶OLEDs的发展仍然存在挑战。首先，受到跃迁偶极矩与晶面间的角度影响，边缘发射成为单晶OLEDs高效率发光的阻碍；其次，已知的大多数有机荧光分子都是p型分子，载流子迁移率单极性的特点极大程度上制约了激子复合发光效率的提升。 本论文面向制备基于DPA为主体的单晶的掺杂OLEDs展开一系列的工作，为了解决上文所提到的制约有机单晶应用的问题，我们将从以下两个角度进行有机单晶OLEDs的优化工作： 1. 我们将并五苯作为客体掺杂进主体 DPA 之中生长出 DPA-Pen 单掺杂单晶，二者之间有很高的能量转移效率。并五苯分子嵌入到主体晶格中，实现了高效率红光窄光谱的均匀面发射。我们基于DPA-Pen掺杂单晶制备的OLEDs的最大亮度和电流效率分别约为3260 cd m-2和0.88 cd A-1。 2. DPA 单晶的单极性使其本身的应用受到制约。因此我们将一种具备高电子迁移率的n型分子BTPB作为另一种掺杂分子，与DPA组成双极性主体，实现了两种载流子的平衡，进一步使激子复合发光的效率得以提升。最终实现以DPA-BTPB-Pen 双掺杂单晶为发光层的双极性窄光谱红光的均匀面发射 OLEDs的制备，测得器件的最高亮度高于10000 cd m-2，这也是目前有机单晶电致发光的最高记录。 综上所述，本论文探究了DPA作为主体的掺杂单晶在OLED应用中的性能表现。我们将蒽的2，6位取代衍生物DPA作为主体发光分子，进一步探究了并五苯和BTPB掺杂在DPA后，生长出的掺杂单晶在OLEDs上的应用，我们取得了一定的进展，这为后续有机光电子研究和有机荧光材料的应用进行了基础的探究。
有机单晶;DPA主体;分子掺杂;有机电致发光器件
吉林大学
硕士
物理化学
刘宇
2023
中文
TB342
2023-08-29（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）