基于硼氮配位作用的新型激基复合物光电性能研究

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激基复合物发光是有机电致发光器件俘获激子实现辐射复合发光的重要方式之一,由于其无需经过复杂的合成过程即可实现对光谱的快速调控,激基复合物发光研究收到了广泛关注。用于制备激基复合物的材料多由空穴型材料和电子型材料组合而成。本文采用两种小分子Lewis酸作为激基复合物体系的电子受体,研究了其与空穴主导传输型材料形成激基复合物的机理及其电致发光性能。主要内容包括:1、选择了三五氟苯基硼烷(B(C6F53)和三苯基硼(B(C6H53))分别作为电子受体,以3,5-bis(3-(carbazol-9-yl)phenyl)pyridine(35DCzPPy)作为电子给体,用溶液法制备了复合物薄膜,通过光物理测试分析确认35DCzPPy:B(C6F53和35DCzPPy:B(C6H53可以形成激基复合物,激基复合物35DCzPPy:B(C6F53和35DCzPPy:B(C6H53薄膜的发射光谱分别为509 nm和435 nm,其单线态-三线态能级差分别为0.03 eV和0.02 eV。2、用X射线光电子能谱测试证明了在激基复合物形成的同时,B(C6F53和B(C6H53分别与35DCzPPy形成了B-N键,使得激发态电荷转移更容易发生。向35DCzPPy:B(C6F53的氯苯溶液中引入强Lewis碱(吡啶),发现B(C6F53更倾向于与吡啶发生Lewis酸碱作用而导致激基复合物发生解离,使得光致发光(PL)光谱发生复原。通过对溶剂效应的分析发现基于Lewis酸电子受体的激基复合物在强电子给体型溶剂中难以形成。通过含时密度泛函理论分析得到,35DCzPPy:B(C6F53激基复合物体系主要由35DCzPPy贡献HOMO能级部分,由B(C6F53主要贡献LUMO能级部分。3、以激基复合物35DCzPPy:B(C6F53和35DCzPPy:B(C6H53作为发光材料和掺杂的主体材料,分别采用湿法工艺制备了蓝光和红光有机电致发光器件,证实了Lewis酸作为激基复合物电子受体可实现电致发光的潜力。其中以35DCzPPy:B(C6F53和35DCzPPy:B(C6H53为发光层的器件电致发光(EL)峰分别在488 nm和462 nm处,最大外量子效率为6.15%。以35DCzPPy:B(C6F53和35DCzPPy:B(C6H53为复合主体材料的器件,分别掺杂5%的红光材料2,6-bis[4-(diphenylamino)phenyl]-9,10-Anthracenedione(AQ(PhDPA)2,b1),器件EL峰分别在638 nm和632 nm处,其最大外量子效率为8.82%。
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