基于激基复合物主体材料的OLED器件中能量传递机制研究任务书

 2022-01-18 08:01

全文总字数:4869字

1. 毕业设计(论文)的内容和要求

电致发光经历了从低效率的白炽灯,到稀土发光荧光灯管和LED的发展历程,目前已经在照明和平板显示领域起到了举足轻重的作用。白炽灯由于效率很低,已经逐步淡出日常生活,荧光灯管虽然效率很高却需要汞蒸汽协助发光,严重污染了生活环境。另一方面LED和荧光灯管由于发光质量差,影响照明美感,因此需要开发新的照明和显示器件。OLED由于具有平面发光、可柔性大规模生产等优势,经历了进30年的发展,从最初的第一代荧光OLED到第二代磷光OLED,已经在单色光和白光器件获得了近30%的外量子效率。凭借高发光效率和低成本等特性,热活化延迟荧光(TADF)有机电致发光器件作为第三代OLED近年来备受科研和产业界关注。目前基于TADF材料的OLED单色光器件可以达到近30%的外量子效率,白光可以达到17%的外量子效率。常见的具有热活化延迟荧光特性的材料主要包括由给体和受体材料混合组成的激基复合物材料体系和分子内部同时含有电子给体性质和受体性质基团的分子内电荷转移材料。其中,激基复合物材料由于具有较好的电子和空穴传输平衡性,又可以用作荧光或者磷光掺杂剂的主体材料。目前基于激基复合物做主体的器件可以获得很高的器件效率。但是,对于激基复合物做主体的器件中的能量传递机制研究尚停留在起步阶段。一般认为,激基复合物的复合过程为双分子复合过程,而普通主体掺杂发光材料的器件结构中,掺杂剂上电子和空穴的复合则属于陷阱电荷辅助的复合过程,即缺陷态辅助复合过程。通过测量器件电流或发光随电压变化的理想因子,可以表征激基复合物或掺杂剂的复合类型。当理想因子小于2时,可以认为双分子复合占主导地位,而理想因子大于2时,陷阱辅助复合占主导地位。目前,已有研究表明,将橙光磷光掺杂剂掺杂于蓝绿光激基复合物主体中,可以实现激基复合物向掺杂剂的能量转移。通过测量掺杂机器橙光光强随电压的变化,可以得到掺杂剂光强理想因子小于2,说明发生了激基复合物向掺杂剂的能量转移。然而目前仅有橙光掺杂于能量与其接近的蓝绿光主体情形的报道。当掺杂剂为红光掺杂剂时,掺杂剂的能级完全位于主体材料禁带之中,而对其能量传递过程的研究尚处于空白。因此,本课题拟采用绿光或蓝光激基复合物作为主体,红光掺杂剂Rubrene作为客体,研究其能量传递过程。

要求学生:1、学习并掌握OLED器件的制备过程。2、掌握激基复合物材料体系的发光动力学过程,和能量传递的分类和物理机理。3、设计实验,制备以绿光或蓝光激基复合物作为主体,红光掺杂剂Rubrene作为客体的OLED器件,研究其能量传递过程;4、测试器件的性能,表征能量传递过程,对实验结果进行分析;5整理实验结果和分析结论,撰写毕业论文。

2. 实验内容和要求

1, 制备激基复合物器件,并表征器件性能;

2, 测试激基复合物器件的发光动力学过程;

3, 设计实验,制备掺杂器件,表征掺杂剂的性能和能量传递过程;

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3. 参考文献

[1]Ma CW, Lengyel O, Kovac J, Bello I, Lee CS, Lee ST. Time-resolved transientelectroluminescence measurements of emission from DCM-doped Alq3 layers[J].Chemical Physics Letters, 2004, 397(1-3): 87-90

[2] Sun JW,Lee JH, Moon CK, Kim KH, Shin H, Kim JJ. A fluorescent organic light-emittingdiode with 30% external quantum efficiency[J]. Adv Mater, 2014, 26(32):5684-5688

[3] Lin X, ZhuY, Zhang B, Zhao X, Yao B, Cheng Y, Li Z, Qu Y, Xie Z. Highly Efficient TADFPolymer Electroluminescence with Reduced Efficiency Roll-off via InterfacialExciplex Host Strategy[J]. ACS Appl Mater Interfaces, 2018, 10(1): 47-52

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4. 毕业设计(论文)计划

20201228-20210213

查找相关的文献资料,了解OLED的科研现状和应用前景,写出开题报告

20210214-20210318

学习现有器件相关知识,包括器件制备流程和表征方法,以及掺杂器件中能量传递机制

20210319-20210331

学习OLED的制备方法和测试方法

20210401-20210430

制备激基复合物器件,并表征器件性能,测试激基复合物器件的发光动力学过程

20210501-20210520

设计实验,制备掺杂器件,表征掺杂剂的性能和能量传递过程

20210521-20210531

整理实验数据和结果并且完成论文初稿

20210601-20210605

完成论文改稿,完成PPT

20210606-20210611

参加答辩

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