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有机电致发光材料及器件的研究

2020-11-22阅读(438)

有机电致发光材料及器件的研究

论文摘要

有机发光器件（OLEDs）驱动电压低、发光亮度大、视角宽、响应速度快、制作工艺简单,是新一代平板显示技术中的一大亮点;是21世纪首选的绿色照明光源之一。目前阻碍OLEDs走向实用化和市场化的关键问题是其发光效率低、工作寿命短、性能稳定性差。进一步开发高效率与物理性质稳定的电致发光有机发光材料、选择合适的电极材料、探索新的制膜工艺、优化器件结构、提高器件效率和寿命及探索彩色化的最佳方案等,仍然是现阶段乃至今后研究工作的主要目标。本论文结合国家自然科学基金项目（No.60276026）和甘肃省自然科学基金项目（ZS031-A25-012-G）,总结和介绍了本人在攻读博士学位期间所作的研究成果。其主要集中在:对蓝色有机电致发光器件的制作工艺和器件特性的研究;在深入分析研究影响器件发光效率和发光寿命及稳定性因素的基础上对器件发光层的表面和界面特性及缓冲层在器件中的作用的研究;在深入研究掺杂对发光器件性能影响的基础上成功研制了白色有机OLED器件,并对其发光原理和光学及电学特性进行了研究;对有机电致发光器件的电极的研究进展进行了综合的基础上,分析了电极性能改进的机制。分列如下: 1、研究了蓝色有机发光材料的性质和蓝色有机电致发光器件的制备工艺及器件的光电特性,系统地分析了缓冲层材料CuPc对蓝色有机电致发光器件的性能的影响。本文详细地介绍了蓝色有机发光材料LiBq4的性质、合成工艺,并利用了红外吸收光谱、核磁共振谱、吸收光谱和荧光光谱对其进行结构表征。得出了:LiBq4的荧光是发生在8-羟基喹啉配体上,LiBq4是一种受中心原子“微扰”的有机配体（即喹啉环）发光材料;荧光峰位的蓝移的原因是由于LiBq4的空间结构和B-O成键强度的影响及B没有和N形成配位的结论。 系统地介绍了以LiBq4为发光层的蓝色有机电致发光器件的制备工艺,并对加入和不加入缓冲层的器件的光电特性进行了对比分析。发现,CuPc缓冲层加入后,器件的启亮电压升高,且在相同电压下的发光亮度降低了。分析其原因主要

论文目录

  • 摘要
  • ABSTRACT
  • 第一章 绪论
  • §1.1 有机薄膜电致发光的研究进展及技术特点
  • §1.2 有机电致发光材料与器件结构
  • 1.2.1 有机电致发光材料
  • 1、小分子有机化合物
  • 2、有机配合物发光材料
  • 3、有机聚合物材料
  • 1.2.2 空穴传输材料
  • 1.2.3 电子传输材料
  • 1.2.4 电极材料
  • A.阴极材料
  • B.阳极材料
  • 1.2.5 缓冲层材料
  • 1.2.6 有机电致发光器件结构
  • A 单层结构
  • B 双层器件结构
  • C 三层器件结构
  • D 多层器件结构
  • §1.3 有机电致发光性能的评价
  • 1.3.1 发光光谱
  • 1.3.2 发光亮度
  • 1.3.3 发光效率
  • 1.3.4 发光色度
  • 1.3.5 寿命（τ）
  • 1.3.6 发光阀值电压（启亮电压）（Vth）
  • 1.3.7 功耗
  • 1.3.8 电流密度-电压关系（J-V）
  • 1.3.9 亮度-电压关系（L-V）
  • §1.4 有机电致发光基本原理
  • 1.4.1 不同材料界面的接触效应
  • 一、金属与有机薄膜间的接触效应
  • 二、有机薄膜之间的接触效应
  • 1.4.2 有机电致发光机理
  • 一、激子模型和能带模型
  • 二、光致发光机理
  • 三、电致发光机理
  • §1.5 本论文的研究目的及主要研究内容
  • 第二章 蓝色有机发光材料和器件的研制及光电特性分析
  • §2.1 前言
  • §2.2 蓝色有机发光材料8-羟基喹啉硼化锂的合成、结构表征和光学性质研究
  • 2.2.1 8-羟基喹啉硼化锂合成
  • 1、8-羟基喹啉硼化锂的基本性质
  • 2、8-羟基喹啉硼化锂合成和提纯
  • 4的合成'>（1） LiBq4的合成
  • （2） 样品的提纯
  • 2.2.2 8-羟基喹啉硼化锂的结构表征和光学性质研究
  • 4的红外吸收光谱'>（1） LiBq4的红外吸收光谱
  • 4的核磁共振谱'>（2） LiBq4的核磁共振谱
  • 4的吸收光谱和荧光光谱'>（3） LiBq4的吸收光谱和荧光光谱
  • §2.3 蓝色有机发光器件的（BOLED）制备工艺
  • （1） 基片的清洗
  • （2） 阳极的光刻
  • （3） 有机层的成膜
  • （4） 阴极的形成
  • （5） 器件的封装
  • 4/Alq3/Al的特性分析'>§2.4 蓝色有机电致发光器件ITO/PVK：TPD/LiBq4/Alq3/Al的特性分析
  • §2.5 CuPc缓冲层对蓝色有机发光器件特性的影响
  • 2.5.1 加入CuPc缓冲层后蓝色有机发光器件的特性分析
  • 2.5.2 加入CuPc缓冲层后器件性能下降的原因分析
  • §2.6 本章小结
  • 第三章 有机电致发光器件发光层和缓冲层表面和界面特性的AFM与XPS分析
  • §3.1 引言
  • 3发光特性及其界面状态的XPS分析'>§3.2 TPD/Alq3发光特性及其界面状态的XPS分析
  • 1、实验
  • 2、实验结果
  • 3、分析
  • 4、结论
  • 4/ITO的表面和界面的AFM和XPS研究'>§3.3 LiBq4/ITO的表面和界面的AFM和XPS研究
  • 1、实验
  • 2、结果与分析
  • 3、结论
  • §3.4 OLEDs中缓冲层作用的AFM与XPS分析
  • 3.4.1 OLEDs中CuPc缓冲层的AFM与XPS分析
  • 1、实验
  • 2、结果及讨论
  • 2.1 器件特性分析
  • 2.2 ITO膜表面缺陷对空穴传输材料成膜质量的影响
  • 2.3 沉积在ITO膜上的CuPc缓冲层表面AFM分析
  • 2.4 沉积在ITO膜上的CuPc缓冲层表面和界面XPS分析
  • 3 结论
  • 3.4.2 OLEDs中PTCDA注入层的AFM与XPS分析
  • 1、实验
  • 2、结果与分析
  • 2.1 沉积在ITO膜上的PTCDA注入层表面AFM分析
  • 2.2 沉积在ITO膜上的PTCDA注入层表面和PTCDA/IOT界面XPS分析
  • 3、结论
  • §3.5 本章小节
  • 第四章 有机白光电致发光器件的原理与研制
  • §4.1 引言
  • §4.2 有机白光电致发光器件的发展现状
  • 4.2.1 量子阱结构
  • 4.2.2 激基复合物
  • 4.2.3 多层结构层间能量转移
  • §4.3 基本色度学知识
  • 4.3.1 三基色原理
  • 1 视敏特性
  • 2 三基色原理
  • 3 混色方法
  • 4 色度三角形
  • 4.3.2 XYZ色度图
  • 1、RGB计色制
  • 一、三基色单位的选定
  • 二、配色方程与色系数
  • 三、CIE-RGB光谱三刺激值
  • 四、负刺激值
  • 五、色度坐标
  • 2、1931CIE-XYZ标准色度系统
  • 一、CIE-RGB系统与CIE-XYZ系统的转换关系
  • 二、CIE-XYZ光谱三刺激值
  • §4.4 有机荧光和磷光染料分子掺杂对器件性能的影响
  • 4.4.1 掺杂类型
  • 1.荧光染料分子掺杂
  • 2.磷光染料分子掺杂
  • 3.磷光、荧光混合掺杂
  • 4.4.2 掺杂体上激子的形成
  • 1、能量转移
  • A Forster能量转移
  • B Dexter能量转移
  • 2、荧光掺杂体系激子的形成
  • 3、磷光分子掺杂系统激子的形成
  • 4、磷光、荧光分子混合掺杂体系激子的形成
  • 5、掺杂体上直接形成激子
  • 4.4.3 杂浓度和电流对掺杂发光效率的影响
  • 1、掺杂浓度
  • 2、电流
  • §4.5 WOLED的研制和特性研究
  • 1、WOLED的研制
  • 3/Al的光电性能测试与分析'>A、蓝光器件ITO/PVK：TPD/Liq/Alq3/Al的光电性能测试与分析
  • 3/Al器件的光电性能测试与分析'>B、ITO/PVK：TPD/Liq：Rubrene/Alq3/Al器件的光电性能测试与分析
  • §4.6 有机电致白色OLED的发光机理分析
  • 1、陷阱俘获作用
  • 2、Forster能量传递
  • 3、电荷转移
  • §4.7 本章小结
  • 第五章 有机电致发光器件的电极研究
  • §5.1 引言
  • §5.2 阳极材料
  • 5.2.1 阳极材料的选择
  • 5.2.2 ITO阳极的改进机理
  • §5.3 阴极材料
  • 5.3.1 阴极材料的选择
  • 5.3.2 阴极的改进机理
  • §5.4 本章小结
  • 第六章 结论与展望
  • 附录Ⅰ 作者博士在读期间发表论文目录
  • 附录Ⅱ 作者简历
  • 致谢

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