基于溶液加工法的有机发光二极管及全无机钙钛矿发光二极管光电性能研究

来源 :华南理工大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:keyca
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
近年来,有机电致发光二极管(Organic light emitting diode,OLED)凭借其自发光、响应快、超薄、柔性等优势迅速发展,已经成功实现商业化。目前,有机发光二极管无论是在平板显示还是固态照明领域都发挥着重要的作用,逐渐改变着人们的日常生活方式。虽然目前OLED已经商业化,但是商业化热蒸镀有机小分子方式成本过高、产品良率低,相比之下溶液加工法具有加工方式简单、材料利用率高、适用于大面积加工等优势。而聚合物材料在大多数有机溶剂中溶解性较好,钙钛矿材料可以溶解于极性溶剂,两者都具备优异的溶液加工性能,本论文主要集中于溶液加工法制备的聚合物热激活延迟荧光和钙钛矿发光二极管。传统荧光材料由于自旋禁阻理论上只有25%激子利用率,聚合物热激发延迟荧光材料不仅可以突破传统荧光25%激子利用率的限制,在室温下75%的三线态激子可以通过热激活反系间窜越转移到单线态,通过单线态辐射复合,从而提高激子利用率。另外聚合物材料在有机溶剂中溶解性好,可适用于溶液加工法制备高效OLED。新兴的钙钛矿材料因为具有高色纯度、可调节带隙、低非辐射复合率、高缺陷容忍度、纳米结构可调节性以及高且平衡的电子/空穴迁移率等优势,同时材料本身低成本和可溶液加工性适用于LED的开发。现阶段钙钛矿发光二极管无论是在可见光还是在近红外区域其最大外量子效率(EQE)已经超过20%,但是目前蓝光和纯红光钙钛矿发光二极管由于需要通过卤素掺杂实现,通常会存在相分离问题,从而导致光谱稳定性差。另外目前效率较高的钙钛矿发光二极管使用的有机-无机杂化钙钛矿作为发光层,其热稳定性较差,而全无机钙钛矿的热稳定性和器件稳定性都优于有机-无机杂化钙钛矿,有望实现高效稳定的钙钛矿发光二极管器件。所以本论文立足于可溶液加工、以聚合物热延迟荧光和全无机钙钛矿材料作为发光体发光二极管研究。主要可以分为以下三个部分:1.在第三章中基于P3-SO2以及P1-P4五个从深蓝光到绿光光色渐变的聚合物热激活延迟荧光材料,以溶液加工方式设计制备OLDE器件,用全有机以mCP为主体掺杂聚合物TADF发光客体做发光层,在较低发光体的掺杂浓度下,设计注入势垒小,载流子注入平衡的正装器件结构。P3-SO2获得最大EQE为5.3%,色度坐标为(0.16,0.10)深蓝光发射。P1-P4发射从天蓝光到绿光,P1最高EQE为6.1%的天蓝光发射,CIE为(0.20,0.28),P3绿光效率最高,最大EQE为8.7%。另外以mCP为主体,聚合物TADF材料作为辅助主体用于激发黄光荧光材料TBRb器件,以1%极低的发光体掺杂浓度获得18.4 cd/A最大电流效率。另外采用柱[5]芳烃与烷基咪唑中性客体基团通过超分子作用来构建超分子聚合物。以蓝色荧光主体H1,绿色荧光客体材料G1和G2作为超分子聚合物的前驱单体,H1与G1组装得到蓝色荧光超分子聚合物SP1,将G2单元以一定比例掺杂到SP1主链得到绿色荧光超分子聚合物SP2和SP3,其最高量子效率可达81.6%,设计制备聚合物OLED器件最高电流效率接近5 cd/A,达到传统共轭聚合物相当效率。成功设计合成了一对基于呋喃和马来酰亚胺间Diels-Alder反应的可交空穴传输材料P1+M1,其薄膜在150 oC下经过快速热交联,便具有了优异的抗溶剂性能。Diels-Alder反应的交联条件可大大减少目前热交联空穴传输材料交联苛刻条件给溶液加工多层器件带来的问题。将不同比例混合的P1+M1用于OLEDs的空穴传输层,器件表现出了优异的空穴传输能力和电子阻挡能力,当M1添加量为10%时,可获得最佳的器件性能。2.在第四章中我们研究了一种基于聚合物Poly(2-ethyl-2-oxazoline)辅助原位生长的高质量全无机CsPbBr0.6I2.4钙钛矿纳米晶薄膜新方法,在相对较低的退火温度(150℃)下制备了稳定相的CsPbBr0.6I2.4钙钛矿薄膜。CsPbI3的立方相形成温度在300℃以上,使用X射线光电子能谱和傅立叶变换红外光谱表明:由于Poly(2-ethyl-2-oxazoline)中的C=O官能基团与PbI2或PbBr2中的Pb2+通过李维斯碱和李维斯酸可以形成较强的配位作用,促进了钙钛矿纳米晶体在较低退火温度下的生长,很大程度上降低CsPbBr0.6I2.4钙钛矿相薄膜的形成温度,并能够在室温下稳定其钙钛矿相。优化后的混合钙钛矿薄膜中CsPbBr0.6I2.4纳米晶粒分布均匀,纳米晶粒尺寸大小约为20-30 nm。通过测试钙钛矿中缺陷浓度,发现PEOXA钝化了钙钛矿中的缺陷,最优条件下薄膜表现出44%的高PLQE。基于钙钛矿薄膜制备了纯红光发射的高效发光二极管,其外量子效率EQE高达6.55%,最大亮度为338 cd/m2,另外以ZnMgONPs为电子注入层的倒装结构获得1.5 V的超低起亮电压。聚合物除了对钙钛矿形貌的改善以外,也提高了器件的稳定性,最优器件在300 cd/m2的高初始亮度下表现出超过0.5小时的半衰期。3.在第五章中我们通过聚合物添加剂Poly(2-methyl-2-oxazoline)处理形成高质量CsPbBr3绿光钙钛矿薄膜。PMOXA的加入可以改变钙钛矿薄膜的形貌,减小晶粒尺寸,钝化钙钛矿晶体表面缺陷,提高钙钛矿薄膜的PLQY。在20%-PMOXA/CsPbBr3的最优条件薄膜中,实现了高效绿光钙钛矿LED,最大电流效率为10.1 cd/A,最大亮度达到16648 cd/m2。此外,LED的起亮电压低至3.0 V,发光峰位于512 nm,FWHM=18 nm为目前报道的光谱最窄的绿光钙钛矿LED,CIE坐标为(0.08,0.77),实现了优异绿色发射钙钛矿LED。除此之外,20%-PMOXA的CsPbBr3 LED表现出色的光谱稳定性和器件工作稳定性,在初始工作亮度为1000cd/m2条件下达到超过2.4小时的半衰寿命,在未来溶液加工的全无机CsPbBr3钙钛矿LED表现出很好的实际应用潜力。
其他文献
儿童性早熟是一种青春发育的异常,表现为第二性征和体格提前发育,影响儿童的成年身高和心理健康。本文就不同类型性早熟的诊治及促性腺激素释放激素类似物(GnRHa)治疗性早熟
进入21世纪,植物新品种不断涌现,种类繁多、形态各异的植物新品种对农业以及保持生物多样性有着重要的意义。因此对这些生物技术领域丰硕科研成果的保护和利用变得异常重要。
本文根据景洪市边境地区动物防疫工作现状,以及分析当前存在的问题.提出做好动物防疫的措施和对策。
针对目前城市路灯照明系统存在的问题,如自动化管理水平还不很高、系统可靠性不高、能耗高等,提出了一个较为完善的路灯综合节能控制系统。即将LED路灯装置与交通红绿灯控制系
用眼动记录仪对初中二年级不同阅读能力的学生(高阅读能力和低阅读能力各10名)在阅读说明文时的眼动过程进行了记录.结果发现:高阅读能力学生在阅读时间、注视点的持续时间、
读余秋雨散文●生民大哉斯文余秋雨在他的《文化苦旅》、《文明的碎片》已经面世,第三部散文集行将出版的时候,对自己这些作品的既定的“散文”定义,仍不免有些踌躇犹豫。而评论
目的探讨慢性鼻-鼻窦炎鼻内镜术后鼻腔不同填塞方式的临床效果。方法选择行鼻内镜手术的双侧慢性鼻-鼻窦炎伴鼻息肉患者65例,随机分为研究组(35例)和对照组(30例)。研究组在鼻内镜
目的探讨吲哚胺2,3-二氧化酶(IDO)在膀胱尿路上皮癌中的表达及意义。方法所有新鲜标本作荧光定量PCIK,石蜡标本采用sP法进行免疫组化染色检测IDO的表达,并分析其与临床病理特征的
GPS RTK(实时动态相对定位)是一项以载波相位观测为基础的GPS实时差分测量技术。RTK技术在相对平坦地区铁路工程测量中的应用已经得到了实践检验,优势明显。在山区铁路测量中,G
目的:探讨1840MHz电磁辐射对雄性SD大鼠性激素分泌的影响及其抗氧化损伤作用。方法:将48只成年雄性SD大鼠按体质量随机分为8组,即2组假辐照组和6组辐照组,辐照组给予频率为18