有机聚合物发光与激光器件的性能研究

论文摘要

有机聚合物材料因其溶液可制备性较好,固态量子效率高,以及发射波长可调谐等优点引起了人们的广泛关注。目前,人们对基于有机聚合物材料的有机电致发光器件的研究已经取得巨大的进展,尽管如此,有机聚合物电致发光器件仍然存在很多问题需要解决,比如器件的发光效率、发光纯度以及稳定性等,所以如何制备出发光效率高、纯度好以及稳定性好的有机聚合物电致发光器件仍然是有机电致发光器件研究领域的重点。除此之外,有机聚合物材料还可以作为有机激光器件的增益介质。本论文通过对有机聚合物材料在有机发光和有机激光方面的应用,探讨有机电致发光和有机半导体激光之间存在的联系和差异,通过材料改性、能级调节、能量传递等方式实现高效率有机电致发光器件和低阈值有机激光器件,具体研究内容包括以下方面:（1）通过化学取代的方法在聚芴蓝光材料PFO中引入不同比例的二甲苯制备出一系列新型聚芴材料PFXN（N=1,10,30）,实现对芴单元之间的角度扭转和π-π堆积的调控。通过对新型聚芴材料PFXN（N=1,10,30）制备的有机发光与激光器件的性能研究,发现引入一定比例的二甲苯可以改善聚芴材料的光学和电学性质。引入10%的二甲苯的新型聚芴材料PFX10具有较低的ASE阈值（10.9 nJ/pulse）,较高的光增益系数(54.4 cm-1)和较低损耗系数(5.5 cm-1)。（2）通过对特定官能团化学取代的方法制备出三种蓝光小分子材料DF,DCF3,DPHS。将这三个蓝光小分子材料作为主体材料与黄绿光聚合物材料F8BT进行共混。小分子材料与F8BT共混制备的有机激光器件相比于F8BT单体制备的器件阈值降低了6倍,共混薄膜的荧光量子效率提高了2倍。共混制备的PLED相比F8BT单体的PLED,器件性能优化很多,其中DPHS/F8BT制备的PLED的电流效率提高接近2倍。（3）将发光效率极低的聚合物材料PCDTBT与黄绿光聚合物材料F8BT掺杂成功制备出高外量子效率的近红外有机发光器件,并系统的研究了主客体掺杂比例对PCDTBT/F8BT共混发光器件性能的影响。在此基础之上,又引入了另一种红光聚合物P3HT,实现一个主体两个客体的三元共混薄膜,通过调节各个聚合物的掺杂比例实现从620675 nm的PL光谱的波长调谐。

论文目录

• 摘要
• abstract
• 专用术语注释表
• 第一章 绪论
•   1.1 前言
•   1.2 有机电致发光
•     1.2.1 有机电致发光的发展历史与研究现状
•     1.2.2 有机电致发光器件的结构组成
•     1.2.3 有机电致发光器件的发光原理
•     1.2.4 有机电致发光器件的性能参数
•   1.3 有机激光
•     1.3.1 有机激光的发展历史与研究现状
•     1.3.2 有机激光器与有机增益材料
•     1.3.3 有机电泵浦激光的探索
•   1.4 本论文的设计思路与主要内容
• 第二章 实验方法及测试手段
•   2.1 实验材料
•     2.1.1 实验材料的基本信息
•     2.1.2 主要试剂的基本信息
•   2.2 实验样品的制备及设备操作方法
•     2.2.1 实验样品的准备
•     2.2.2 器件的制备
•   2.3 实验样品的物理光学特性的表征
•     2.3.1 基本的表征
•     2.3.2 有机激光器件的测试
•     2.3.3 有机电致发光器件的测试
•   2.4 数据处理及作图软件
• 第三章 聚芴衍生物的光学和电学特性的改进
•   3.1 引言
•   3.2 实验样品的制备
•   3.3 样品的吸收发射表征
•   3.4 样品的表面形貌表征
•   3.5 样品的荧光量子效率表征
•   3.6 共聚物PFXN的 ASE和激光表征
•   3.7 基于共聚物PFXN的 PLED器件
•   3.8 基于F8BT/PFXN共混的PLED器件
•   3.9 本章小结
• 第四章 有机聚合物激光性质和电致发光器件载流子注入的同步优化
•   4.1 引言
•   4.2 实验部分
•   4.3 小分子单体的吸收、发射光谱以及能级图
•   4.4 共混薄膜的表面形貌
•   4.5 共混薄膜的吸收和发射光谱
•   4.6 共混薄膜的荧光量子效率
•   4.7 共混薄膜的ASE表征
•   4.8 基于共混薄膜的PLED表征
•   4.9 本章小结
• 第五章 基于PCDTBT的近红外聚合物有机发光器件
•   5.1 引言
•   5.2 共混薄膜器件的制备
•   5.3 二元共混薄膜的吸收和发射
•   5.4 样品的荧光量子效率表征
•   5.5 样品的表面形貌
•   5.6 基于PCDTBT/F8BT共混的PLED表征
•   5.7 三元共混（F8BT:P3HT:PCDTBT）薄膜的PL光谱
•   5.8 本章小结
• 第六章 总结与展望
• 参考文献
• 附录1 攻读硕士学位期间撰写的论文
• 附录2 攻读硕士学位期间申请的专利
• 附录3 攻读硕士学位期间参加的科研项目
• 致谢

文章来源

类型: 硕士论文

作者: 海港

导师: 夏瑞东

关键词: 有机发光,有机激光,能量传递,受激辐射

来源: 南京邮电大学

年度: 2019

分类: 基础科学,工程科技Ⅰ辑,信息科技

专业: 物理学,有机化工,无线电电子学

单位: 南京邮电大学

分类号: TQ317;TN248

DOI: 10.27251/d.cnki.gnjdc.2019.000994

总页数: 67

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