有机电致发光及上转换发光中的分子间相互作用研究

来源 :中国科学院研究生院(长春光学精密机械与物理研究所) | 被引量 : 0次 | 上传用户:jfm98999
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有机材料的电致发光和光致发光因其独特的优势而受到了人们广泛的关注。尽管目前电致发光作为新一代的显示技术已经逐步实现产业化,但其中仍然存在很多微观机制有待人们进一步的研究。本论文通过小分子发光二极管(OLED)和有机小分子上转换发光,研究了分子间的相互作用对有机电致发光器件和上转换发光的影响。一个激发态分子以确定的化学计量与同种基态分子由于分子间相互作用形成的激发态碰撞络合物称为激发二聚体(excimer)。Excimer在发射光谱中呈现一个新的强而宽的红移的发射峰,尽管它在白光OLED(WOLED)器件设计上会使器件结构更简单,但通常会产生负面效应。我们对NPB/AlQ双层器件采用DMQA重掺杂的方法,利用DMQA分子间相互作用形成的excimer,在重掺杂情况下(掺杂浓度高于0.8 wt%),器件的外量子效率在高电流密度区随电流密度的增加而呈现上升趋势。为了确定这种特殊的现象是否为DMQA重掺杂器件所特有,我们制作了相同结构的C6掺杂器件,在重掺杂的情况下没有出现高电流密度下的外量子效率上升现象。我们对DMQA不同浓度掺杂器件的电致发光(EL)光谱,和同一浓度器件在不同电流密度下的EL光谱进行了对比。发现随着掺杂浓度的增加,同时重掺杂器件的excimer发射随电流密度增加而减弱,但低掺杂浓度器件发射在不同电流密度下基本不变。我们把这种现象归因于DMQA分子间相互作用产生的excimer发光。因此可以断定DMQA重掺杂器件形成的大量的激发二聚体,在高电场下会发生分解,生成发光效率高的本体分子激发态,重新对器件的发光产生贡献,最终使器件的效率上升。我们还发现DMQA重掺杂器件具有良好的热稳定性,在器件加热到60℃的情况下,外量子效率整体有所提高,并且仍然在高电流密度下呈现上升趋势。说明重掺杂器件对于高电流下产生的焦耳热具有抵抗作用,单重态-热猝灭效应很弱。这是DMQA重掺杂器件在高电流下效率上升的原因之一。业已报道,结晶的rubrene在没有敏化剂辅助的情况下具有上转换现象。在980 nm激发下,结晶Rubrene的上转换发光位于610 nm,不同于溶液和薄膜状态的rubrene发射波长(550 nm)。而在无定形样品,如rubrene分散的PMMA膜和rubrene的氯仿溶液均未观测到上转换现象。研究发现,结晶rubrene的上转换强度与其颗粒的大小、晶相、结构缺陷以及荧光再吸收等因素相关。我们认为上转换发射能级归属于结晶的rubrene中由于强烈的分子间相互作用形成的集聚态。粉末晶体样品比无定形的溶液或薄膜样品的分子间相互作用强的多,形成了能够产生上转换的集聚态能级。同时晶相也会影响到分子间相互作用的强弱,所以正交相的rubrene样品的上转换强度高于其他晶相的样品。另外,rubrene晶体的上转换属于双光子吸收过程,跃迁几率与入射光强度的平方成正比,虚能级在其中起着重要的作用。将稀土配合物与沸石分子筛进行组装后可以改善材料的化学稳定性和发光性能。为了研究何种分子筛更适用于这种复合体系,我们采用压差法与湿注入相结合的方法将Y型和L型沸石分子筛与稀土配合物Eu(DBM)3bath进行了组装,并对其结构,热稳定性,光稳定性及发光性质等进行表征。结果表明L型分子筛中含水量少,会减少水分子与Eu(DBM)3bath之间相互作用引起的猝灭,组装后能提高材料的稳定性及发光性质,是一种提高稀土配合物光学性质的理想载体。
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