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有机电致发光二极管(OLED)是一个新兴起的显示领域,与目前的主流显示技术液晶(LCD)相比,具有自发光、反应时间快、工作电压低、效率高、可制作柔性面板等显著优势。自1987年柯达公司制成第一个真正意义上的OLED器件以来,OLED显示技术的发展突飞猛进,引起了科技界和产业界的广泛关注。OLED的发展在很大的程度上取决于有机材料的改进,特别是红绿蓝三原色的发光材料的进展。在目前的发光材料中,红光和绿光材料相对成熟,而蓝光材料由于要求带隙较宽,还存在着一些问题。
在蓝色磷光器件中,由于发光的是三重态激子,扩散范围较广,因此需要空穴传输层和电子传输层对其进行一定的限制。但是对于有机分子来说,提高体系的三重态能级必然会降低分子的电子传输能力,所以目前在蓝色磷光器件中,还没有一个很好的电子传输材料被开发出来。基于这种现状,我们设计并合成了一种新型的电子传输材料,利用空间位阻获得了超扭曲的空间结构,能够有效的限制体系的共轭,提高三重态能级至3.0 eV,将其用于FIrpic为发光客体的蓝色磷光器件中,得到了19.6%的外量子效率,说明它能够很好的限制住三重态激子,防止能量回传现象;通过对器件的结构的改善,包括n型掺杂和双发光层结构,进一步提高了器件的效率,最高外量子效率可达24.5%。
为了得到深蓝光的蓝色荧光材料,我们使用高荧光量子效率的芴作为中心基团,连接上具有电子传输性能的基团,合成了具有电子传输性能的蓝色荧光材料TPEF,荧光量子效率高达99%。将其应用于蓝色荧光器件中,既作为电子传输材料,又作为发光材料,简化了器件结构,并且可以得到深蓝光发射,发光波长为420 nm;为了验证TPEF的电子传输性能,我们将其用于以PPV为发光材料的绿光器件中,作为电子传输层,显示了良好的电子传输能力。
另外,对于改善有机太阳能电池体异质结的形态,我们也进行了一定的探索,发现在P3HT/PCBM体系中添加1,8-二碘辛烷作为添加剂,能够有效的改善体系的相分离和聚集,将器件的能量转化效率提高了14%,但是添加剂的浓度有一个最佳值,在最佳值范围内可以提高器件的效率,但是低于或者高于最佳浓度范围,反而会降低器件的效率。