噻嗪类共聚物有机电致发光器件及电光双稳态研究

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有机电致发光是指有机材料在电场作用下发光的现象,有机电致发光器件(OLED)以其优越的发光特性、潜在应用前景引起了世界各国企业、科研机构的极大重视,并且已经取得了巨大的进展。本论文研究了一系列咔唑或噻嗪类共聚物的光电性能,采用荧光光谱研究了其发光特征,为其电致发光峰的归属提供实验依据,结合紫外一可见光谱和电化学特性计算了其带隙宽度;利用这些共聚物作发光层,采用旋涂成膜的方法制备了一系列单层和多层的OLED,系统地研究了器件的发光特性,分析了器件发光的来源;并通过优化器件结构和制备工艺,提高了其电致发光性能。具体研究内容有: 通过调节共聚物主链上的共聚基团,其OLED的发光颜色覆盖了从绿光到红光的区域,其中以新型噻嗪类共聚物聚(N-辛烷基-3,7-噻嗪-4,7-(2-辛烷基)苯并三唑亚乙烯)(PQTN)和聚 (N-辛烷基-3,7-噻嗪-p-苯撑亚乙烯) (PQB)分别作为发光层的器件展示了令人满意的发光性能。 以PQTN为发光材料的单层和双层非掺杂器件均显示了稳定的纯红光发射,经退火处理的双层器件取得了最大亮度2432cd/m<2>,随着电压的变化,EL 峰值稳定在616nm,CIE坐标(0.62,0.38),并且位于CIE色度图的边缘,取得了几乎100%的色纯度。 以PQB为发光材料的单层和多层非掺杂器件显示了稳定的纯黄光发射,多层器件的最大亮度达到1203cd/m<2>,随着电压的变化,EL峰值稳定在560nm,器件的半峰宽(FWHM)小于80nm、CIE坐标(0.46,0.53)位于CIE色度图的边缘,取得了几乎100%的色纯度。 此外,在以聚苯撑乙烯(PPV)、PQTN和聚(N-辛烷基-3,7-噻嗪亚乙烯)(PO)为发光材料的单层器件中,获得了可重复性的电/光双稳态,采用正反向偏置电压可以实现低导态(off state )到高导态(on state)的相互转换,此单层器件结构简化了双稳态OLED的结构。进而提出了一个理论模型,结合导电金属丝和耗尽层的共同作用予以解释;同时采用AFM和光伏测量等实验手段予以验证。
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