Neue Triazol- und Triazin-basierte Matrixmaterialien für blaue organische Leuchtdioden

Organische Leuchtdioden (OLEDs) haben schon in einigen Anwendungen wie Displays für Smartphones und Fernseher Einzug in den Alltag erhalten. Ein weiteres Ziel ist die Verwendung von OLEDs als effiziente Alternative zu herkömmlichen Beleuchtungsmitteln. Aufgrund ihrer Eigenschaft als Flächenstrahler ermöglichen sie zudem vollkommen neue Design-und Anwendungsmöglichkeiten. Weißes Licht in OLEDs wird häufig durch die Kombination von Emittern der drei Primärfarben rot, grün und blau erhalten. Etliche stabile Emitter-Matrix-Systeme sind für rot und grün bekannt, lediglich stabile blaue Emitter und dazu kompatible Matrixmaterialien sind rar und bilden einen Fokus der OLED-Materialforschung. Diese Arbeit beschäftigt sich mit der Synthese und Charakterisierung von neuen niedermolekularen, bipolaren Matrixmaterialien auf der Basis von arylsubstituierten 1,2,4-Triazolen und 2,4-Bis(carbazol-9-yl)-1,3,5-triazinen. Diese Akzeptoreinheiten, auf denen der Elektronentransport in der Emissionsschicht stattfindet, sind über eine Brückeneinheit mit dem lochleitenden Carbazol verknüpft, um ein bipolares Matrixmaterial zu erhalten. Als Brückeneinheiten wurden Dibenzofuran und meta-verknüpfte Biphenyle eingesetzt, um die Konjugation zwischen dem Donor und dem Akzeptor zu unterbinden und damit hohe Triplettenergien zu ermöglichen. Diese hohen Triplettenergien von über 2,7 eV sind die grundlegende Voraussetzung, um als effizientes Matrixmaterial für einen blauen Phosphoreszenzemitter in OLEDs eingesetzt zu werden. Weitere wichtige Voraussetzungen an das Matrixmaterial wie eine hohe thermische Stabilität und die Ausbildung stabiler amorpher Filme wurden durch die thermischen Untersuchungen mittels TGA und DSC bestätigt. Zusätzlich wurden zur vollständigen Charakterisierung die spektroskopischen sowie die elektrochemischen Eigenschaften der Materialien eingehend untersucht. Die Triazinverbindungen BPTRZ und MBPTRZ wurden anschließend als Matrixmaterial für den blauen Phosphoreszenzemitter FIrpic in einer OLED getestet. Aufgrund der Anordnung der Energieniveaus verläuft der Elektronen- und Lochtransport innerhalb der Emissionsschicht hauptsächlich über die Matrixmaterialien. Die Exzitonen werden durch Rekombination der Ladungsträger auf den Hostmolekülen gebildet und übertragen ihre Energie wegen der höheren Triplettenergie der Matrix im Vergleich zum Emitter durch einen exothermen Energietransfer auf den Emitter. In einer OLED mit MBPTRZ als Hostmaterial konnte somit eine gute externe Quanteneffizienz von 7,0% und eine Lichtausbeute von 6,3 lm/W erzielt werden. Des Weiteren wurden die Triazinverbindungen auf das neue Konzept der thermisch aktivierten, verzögerten Fluoreszenz (TADF) untersucht. Hierbei können bei geeigneten Design der Moleküle durch thermische Anregung die Triplettzustände über Reversed Intersystem Crossing in die Singulettzustände angehoben werden, wodurch die Emission mittels Fluoreszenz erfolgen kann. Somit können theoretisch 100% der gebildeten Exzitonen statt 25% für herkömmliche Fluoreszenzemitter für die Lichtemission genutzt werden. Mit Verwendung der Triazinverbindung BPTRZ als Matrixmaterial für den grünen TADF-Emitter 4CzIPN konnte eine sehr gute externe Quanteneffizienz von 14,4% bei einer Leuchtdichte von 1000 cd/m2 und vielversprechende Lebensdauern der Dioden erhalten werden.

Level thesis:degree_level

thesis.doctoral

Grantor dc:publisher

Universität Bayreuth

Year

2014

Author dc:creator

• Wagner, Daniel

Contributors dc:contributor

• Strohriegl, Peter

Repository record source_url

https://epub.uni-bayreuth.de/id/eprint/1836/

OAI identifier oai:identifier

oai:epub.uni-bayreuth.de:1836