摻雜聚合物電致發(fā)光中的能量與電荷傳輸.pdf

1、摻雜有機電致發(fā)光研究自Tang第一次報道以來，已成為有效改善OLED和PLED性能(發(fā)光效率、延長器件壽命、改變發(fā)光顏色，窄化光譜以及偏振發(fā)光)的主要方法之一，對于共軛聚合物來講，摻雜技術(shù)己開啟了優(yōu)化光電器件的新道路。但到目前，對摻雜聚合物體系的研究，包括各組分間載流子注入、激子復合、能量傳遞以及薄膜材料相分離等還有許多待定因素。本文結(jié)合摻雜體系的研究熱點，將熒光小分子，磷光材料(ir(ppy)3)、稀土配合物和納米材料摻入聚合物中，著

2、重研究了摻雜對有機體系中分子內(nèi)，分子外能量傳遞和電荷傳輸?shù)挠绊?，并利用其?guī)律分別合成和制備了在發(fā)光顏色、亮度和效率上有所提高的材料和器件。 第一章對有機聚合物半導體材料以及有機電致發(fā)光的發(fā)展，原理及存在的問題作了簡單總結(jié)。第二章概述了摻雜聚合物體系電致發(fā)光的優(yōu)勢，特點以及摻雜體系中的能量傳遞原理。 第三章以熒光摻雜體系作為研究對象，結(jié)合原子力顯微鏡(AFM)對摻雜體系薄膜形貌和相區(qū)的觀察，嘗試將薄膜形態(tài)與各組分的相互作用

3、以及對器件光電性質(zhì)聯(lián)系起來。發(fā)現(xiàn)在多組分摻雜體系中，由于組分間的相互作用，薄膜形貌不隨摻雜濃度呈線性變化規(guī)律，從而影響了摻雜體系的能量傳遞，電荷傳輸。另外利用能量的級聯(lián)傳遞提高了摻雜體系的能量傳遞效率，得到了純色發(fā)光。在熒光摻雜體系中引入納米材料，提高發(fā)光性能。同時分析了摻雜體系發(fā)光變化與體系介電常數(shù)的關(guān)系。 第四章以磷光摻雜體系為研究對象，將TiO2納米管引入PVK：Ir(ppy)3中，由于納米管的加入使聚合物形態(tài)改變增加了P

4、VK：Ir(ppy)3的能量傳遞效率，同時改善器件的電荷傳輸能力提高了器件發(fā)光效率。在我們在研究該體系的發(fā)光光譜時，發(fā)現(xiàn)PVK：Ir(ppy)3與熒光染料DCJTB摻雜體系有不同規(guī)律。通過將高介電常數(shù)的納米材料引入摻雜熒光、磷光有機材料中，改變摻雜體系基質(zhì)材料的介電常數(shù)，發(fā)現(xiàn)周圍環(huán)境極性的改變對不同結(jié)構(gòu)對稱性的熒光和磷光材料影響不同。 第五章以稀土配合物摻雜體系作為對象，從相同配體的Eu和Tb配合物的光電性質(zhì)差異入手，分析了影響

5、發(fā)光性質(zhì)的原因。制備了兩種離子共存的共沉淀配合物摻雜體系，將第二種離子Tb3+引入配合物，分別用熒光光譜及瞬態(tài)光譜證明在共沉淀配合物中存在從Tb3+到Eu3+的能量傳遞，由此提高了Eu3+紅光發(fā)光性能。另外，針對配體相同的Eu和Tb配合物不同的光電性質(zhì)，以及在Eu配合物電致發(fā)光中出現(xiàn)的發(fā)光紅移的光物理現(xiàn)象做了進一步分析，提出在摻雜體系中，電荷交叉躍遷(electroplex)產(chǎn)生的條件與給體-受體的能量傳遞情況有密切關(guān)系。 在第

6、六章著重討論了無機材料對有機電致發(fā)光器件電荷傳輸上的影響。首先將低溫生成法制備的ZnO納米棒摻入有機電致發(fā)光器件的空穴緩沖層(PEDOT)中，得到了高亮度和效率的器件。通過對光致發(fā)光和拉曼光譜的測量，發(fā)現(xiàn)PEDOT和ZnO納米棒之間存在某種相互作用，這種相互的作用能夠減少PEDOT和MEH-PPV相互作用而產(chǎn)生的缺陷態(tài)，從而提高了器件的效率。另外對于LiF對有機電致發(fā)光器件的作用，通過特殊的器件設計，利用不同電荷傳輸材料會使發(fā)光復合區(qū)的