白色磷光电致发光器件效率提高的研究

论文摘要

有机电致发光器件（OLED）具有视角宽、高亮度和高色稳定性等优势,故使之倍受瞩目。有机磷光电致发光器件与普通有机荧光器件相比具有更高的亮度和效率,是OLED的一个重要发展方向。近年来,由于白色有机电致发光器件（WOLED）可结合彩色滤色膜技术实现全色显示,同时也可作为液晶背光源和固态照明光源,其商业化前景非常诱人,已经引起人们的广泛兴趣。所以研究和发展白色磷光有机电致发光器件具有特殊的意义。本文围绕白色磷光有机电致发光器件的制备及其性能的提高展开深入研究,做了如下几方面的工作:1.以宽带隙的聚合物PVK为主体材料,分别掺入蓝色荧光染料N-BDAVBi,红色磷光染料Ir（piq）2（acac）和绿色磷光染料Ir（ppy）3,制成多重掺杂单发射层WOLED。这里采用Ir（ppy）3作为磷光敏化剂,通过多组实验结果的对比,最终确定了最佳染料掺杂浓度和器件结构,得到最佳色坐标为（0.33,0.38）,已位于CIE1931色度图的白色等能区之内,器件的亮度为4464cd/m2 ,外量子效率为0.92% ,比无Ir（ppy）3做敏化剂的器件外量子效率提高了很多。同样以聚合物PVK为主体材料,分别掺入蓝色荧光染料N-BDAVBi,红色磷光染料Ir（piq）2（acac）和高效橙红色荧光染料（Rubrene）,这里Rubrene用来调整其白光发光色度,从而制备出具有单一发光层结构且发纯白色光的OLED器件,并对这种掺杂型白光器件的发光及电学性能进行了深入的研究和探讨。2.采用高效磷光染料Ir（piq）2（acac）作为发光掺杂剂,掺入空穴传输型主体材料NPB中,得到红色发光层,荧光材料TBPe掺入到主体CBP中作为蓝色发光层,制备了结构为ITO/NPB/NPB:Ir（piq）2（acac）/CBP/CBP:TBPe/BCP/ALq/Mg:Ag的双发光层WOLED。在这里一方面红色磷光染料的引入可明显提高器件效率,另一方面可避免利用磷光染料获得蓝光层的器件寿命短的缺陷,使器件的整体性能得以优化而且双层掺杂型WOLED由于两发光层均为高浓度掺杂,因此器件制备过程相对简单。实验中通过适当调节发光层的掺杂比例和厚度,可以得到性能良好的白光器件。8V工作电压下器件色坐标和最大外量子效率分别为（0.33,0.30）和1.24 %,亮度在15V下高达7500 cd/m2。3.为了进一步提高双发光层器件的发光性能,我们选用高效荧光染料N-BDAVBi代替荧光材料TBPe ,将其掺入到双极性传输型主体材料CBP中得到蓝色发光层,磷光染料Ir（piq）2（acac）掺入到主体BALq中作为红色发光层,同时用LiF/Al作为器件阴极,以增加电子注入,制备了结构为ITO/PVK:TPD/CBP: N-BDAVBi /CBP/ BALq: Ir（piq）2（acac）/BCP/Alq3/LiF:Al的双发光层白色有机电致发光器件。器件在8.6 V工作电压下的量子效率为6.78%,亮度在22 V下达25350 cd/m2,并且在高亮度时器件的色坐标和电致发光光谱均无明显变化,具有很好的色稳定性。4.分析了目前尚存在的问题和今后改进的措施和进一步工作的展望。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 引言
• 1.2 有机电致发光的研究进展及应用前景
• 1.3 WOLED 的研究进展及应用
• 1.4 WOLED 的获得及目前存在的问题
• 1.5 本论文的主要工作
• 第二章 有机电致发光的机理和器件制备工艺
• 2.1 OLED 发光机理及评价器件性能的参数
• 2.2 OLED 器件的制备工艺
• 2.3 OLED 器件效率提高的途径
• 2.4 有机电致磷光器件的发光机理及特性
• 2.5 本章小节
• 第三章 多重掺杂单发射层白光器件
• 3.1 引言
• 3敏化剂的多重掺杂单发射层器件制备与性能测试'>3.2 引入IR（PPY）₃敏化剂的多重掺杂单发射层器件制备与性能测试
• 3.3 引入RUBRENCE 调节色坐标的器件制备与性能测试
• 3.4 本章总结
• 第四章 同时掺杂磷光和荧光染料的双发射层WOLED 制备和研究
• 4.1 引言
• 4.2 以TBPE为蓝色发光层WOLED 的制备
• 4.3 实验结果与分析
• 4.4 本章总结
• 第五章 有机电致发光器件的制备
• 5.1 引言
• 5.2 以N-BDAVBI 为蓝色发光层WOLED 的器件
• 5.3 器件的光电性能测量与分析讨论
• 5.4 本章总结
• 第六章 总结和展望
• 6.1 全文总结
• 6.2 本论文的创新之处
• 6.3 需要进一步开展的工作
• 参考文献
• 致谢