光電材料創新:8-羥基喹啉的OLED器件發光效率研究
發表時間:2025-07-168-羥基喹啉及其衍生物是OLED器件中常用的發光材料或功能材料,關于其對 OLED 器件發光效率的研究主要涉及材料結構設計、制備工藝優化以及器件結構調整等方面,具體如下:
一、材料結構設計:
金屬配合物優化:8-羥基喹啉金屬配合物如三 (8-羥基喹啉) 鋁(Alq₃)、雙 (8-羥基喹啉酸酯) 鋅(Znq₂)等是常見的發光層材料。通過改變中心金屬離子或在配體上引入不同取代基,可調整分子的電子結構和發光特性,例如,在8-羥基喹啉鋅配體上同時引入吸電子基和供電子基,吸電子基可降低吡啶環上電子云密度,提高電荷傳輸性能,供電子基可提高配合物的溶解性,從而提高器件發光效率。
重原子效應:含重原子取代的8-羥基喹啉配體的硼配合物可實現高效率綠色發光。重原子效應會影響分子的光物理性質,如激發態的電子結構等,使配合物可能產生延遲熒光和磷光現象,通過合理設計重原子取代位置和種類,可增強器件內的激子復合效率,進而提升發光效率。
二、制備工藝優化:
物理氣相沉積(PVD)技術:利用PVD技術合成并改性8-羥基喹啉金屬配合物粉末,如Znq₂,隨著PVD溫度的升高,材料的發射強度和吸收強度增加,在合適溫度下(如453K),發光強度和熒光壽命可達到更佳,且PVD處理可使材料表面形貌更均勻平滑,晶粒尺寸減小,有利于提高OLED器件的性能。
三、器件結構調整:
電子注入層材料改進:鋰-8-羥基喹啉(Liq)是OLED器件中常用的電子注入層材料。研究發現,基于喹啉衍生物設計的新型電子注入層材料,如AuSq和AuSeq,具有更快的電子跳躍速率和更低的注入勢壘,能增加進入發光層的電子載流子數量,提高激子復合率,從而提升OLED器件的外部量子效率和功率效率。而且它們幾乎不吸收原色光,不會減少耦合輸出的光子數量,有助于維持設備的高效運行。
多種發光基團復合:將8-羥基喹啉基團與其他發光基團結合,可制備出具有白光發射能力的材料,實現單分子白光發射,例如,以共軛多腈(DCDDC)基團、8-羥基喹啉鋅(ZnQ₂)基團和咔唑基團分別作為紅、黃、藍三色發光基團,合成的Zn (2DCDDC-RCz-Q)₂材料,同時具有優良的電子和空穴傳輸能力,當其在白光OLED中作為發光層時能夠大大提高白光OLED的發光效率。
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