Получение и исследование новых органических материалов для электролюминесцентных и фотовольтаических устройств

• Автор: Сусарова, Диана Каримовна
• Шифр специальности: 02.00.04
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2011
• Место защиты: Черноголовка
• Количество страниц: 202 с. : ил.

Важно отметить, чго эле ктро люминесцентный слой органических светоизлучающих диодов может состоять не только из одного компонента, но также и из смеси нескольких излучающих материалов. Синглетные и тршыетные эмиттеры могут быть использованы в качестве допнрующего компонента гостя в амбиполярной матрице полимерного или пизкомолекулярного хозяина. Рисунок 7с. В двух первых механизмах экситоны генерируются на хозяине и затем переносятся па допинг. Если энергетические уровни ВЗМО и НСМО хозяина и гостя сбалансированы, то возникает насыщение эмиттера, в результате чего появляется дополнительное излучение от молекул хозяина. В случае прямой генерации экситонов на эмиттере хозяин работает только как матрица для транспорта зарядов. Рисунок 7. ВЗМО молекулы гостя . Важным условием для создания высокоэффективных ОСИДов с излучающим слоем типа хозяингость с точно заданной цветностью свечения является тщательный подбор и контроль концентрации допанта, что создает некоторые технические сложности. В то же время, в таких ОСИДах может наблюдаться интересное явление изменение цветности свечения в зависимости от приложенного к устройству напряжения. III. Наибольший интерес в качестве полимерных материалов для ОСИДов представляют такие сопряженные полимеры, как полипфениленвснилены V, полипфснилены РРР, полиалкилтиофены РЗАТ, полифлуорены , карбазолсодержацие полимеры , их сополимеры и растворимые в органических растворителях производные Рисунок 8. РИН
. Рисунок 9. Ниже будут рассмотрены отдельные группы материалов в зависимости от цветности их свечения. Сопряженные полимеры с большой шириной запрещенной зоны, например, полифлуорены, являются наиболее перспективными и широко используемыми материалами для синих ОСИДов благодаря высокоэффективной фотолюминесценции и хорошим зарядовотранспортным свойствам. Однако при длительной эксплуатации ОСИДов па основе полифлуоренов происходит смещение спек гра электролюминесценции в длинноволновую область, что приводит к изменению цветности свечения от синей к синезеленой. Изменение спектра излучения связано с деградацией полифлуоренов при нагревании или фотоокисленнн с образованием дефектов в полимерной цепи. Например, в результате окисления могут отщепляться алкильные цепи в положении 9 флуореиового цикла и формироваться флуореноновые звенья. Для решения данной проблемы в качестве материалов для ОСИДов стали использовать полифлуорсньт с объемными концевыми группами, арильными заместителями в С9 положении флуорена, сополимеры флуорена с подходящими по свойствам сомономерами, 1 а также полимеры со спиробифлуореновыми звеньями. Полимеры па основе кремнийсодержащего аналога флуорена силафлуорена показали стабильную синюю фото и электролюминесценцию. Как правило, ОСИДы на основе кремнийсодержащих материалов обладают более высокими эффективностями по сравнению с обычными поли флуоренами. Другим недостатком полифлуоренов является их высокий потенциал ионизации 5. В, создающий существенный энергетический барьер для инжскнии положительных зарядов с анода. Нанесение на ТО дырочноинжектирующего слоя РЕООТР работа выхода 5. В частично решает эту проблему. Тем не менее, дырочная инжекция остается затрудненной, что приводит к нежелательному росту рабочего напряжения устройств. Введение в основную цепь полнфлуорена трифениламинного фрагмента позволяет снизить потенциал ионизации полимера до 5. В, что значительно улучшает характеристики ОСИДов. Для того, чтобы сбалансировать электронтранспортныс и дырочнотранспортные свойства полимеров, флуореновыс звенья комбинируют с электронодоиорными трифениламиниыми и электроноакцепторными оксадиазольными ОХО группами. Светоизлучающие диоды на основе полимеров, полученных в работе , демонстрируют зеленожелтую электролюминесценцию. Однако комбинация этих полимеров с поливинилкарбазолом РК, Рисунок 9, обладающим сравнительно хорошими дырочнотранспортными свойствами, даст стабильную синюю электролюминесценцию. В таблице I представлены характеристики синих ОСИДов на основе различных полифлуоренов. Молекулярные структуры отдельных полифлуоренов представлены на рисунке .