发光层内载流子平衡对蓝色磷光有机发光器件性能改善的研究

发布时间：2017-10-15 00:07

  本文关键词：发光层内载流子平衡对蓝色磷光有机发光器件性能改善的研究

  更多相关文章： 有机电致发光器件 载流子平衡 Bphen空穴阻挡层 激子-极化子淬灭

【摘要】：有机材料的电致发光现象经过几十年的研究,逐渐从实验室阶段向产业化阶段跨进。要实现全彩显示及白光照明,蓝光是必不可少的光源之一。而关于蓝色有机发光器件的研究中载流子平衡问题是主要的研究内容之一。本论文基于发光层内载流子平衡问题展开研究,主要研究内容如下:1、对传统结构为ITO/NPB(40nm)/m CP:FIrpic(10wt%,20nm)/Bphen(40nm)/Li F(1nm)/Al与ITO/NPB(30nm)/Tc Ta(10nm)/m CP:FIrpic(10wt%,20nm)/Bphen(40nm)/Li F(1nm)/Al的器件进行了比较,初步判断出以m CP作为母体的蓝色磷光有机发光器件发光层内的空穴浓度高于电子浓度,这种失衡直接造成了激子-极化子的淬灭现象变得严重。2、通过在发光层m CP不同位置插入FIrpic蓝光染料的方法探究不同电压下结构为ITO/NPB(30nm)/Tc Ta(10nm)/m CP(xnm)/m CP:FIrpic(10wt%,5nm)/m CP(ynm)/Bphen(40nm)/Li F(1nm)/Al的器件发光层内不同位置的发光情况,其中x+y+5=20。通过研究发现器件的始亮位置靠近m CP/Bphen界面,并且随着电压的增加器件的有效发光位置逐渐向阳极一侧扩展。并通过发光光谱的对比发现空穴在m CP/Bphen界面处堆积产生的静电束缚影响电子向发光层的注入。3、利用电子传输材料(Bphen)低空穴迁移率以及高HOMO能级的特性作为空穴阻挡层插入在空穴传输层一侧,并对插入位置(NPB与Tc Ta、Tc Ta与m CP之间)进行了研究。发现插入位置的不同造成了器件的效率有很大的差异。Tc Ta与m CP之间插入1nm厚Bphen层的器件效率变低。而在NPB与Tc Ta之间插入1nm厚的Bphen层使得器件的性能得到了提高。相对于无Bphen空穴阻挡层的器件,器件的最大电流效率从16.07cd/A提高到19.99cd/A,相对提高了24.39%;器件的最大功率效率从14.02lm/W提高到16.68lm/W,相对提高了18.97%;器件的最大外量子效率从7.53%到9.38%,相对提高了24.57%。同时在8099.86cd/m2亮度下,无Bphen层的器件的电流效率滚降为50%,而在该亮度下在NPB与Tc Ta之间插入1nm厚Bphen层的器件的电流效率滚降为38.32%,相对改善了23.36%。4、通过在Tc Ta中掺入FIrpic的方法来探究在Tc Ta与m CP之间插入Bphen层导致器件效率降低的原因。掺杂厚度为1nm,制备了结构为ITO/NPB(30nm)/Tc Ta(9nm)/Tc Ta:FIrpic(10wt%,1nm)/m CP(20nm)/Bphen(40nm)/Li F(1nm)/Al和ITO/NPB(30nm)/Tc Ta(8nm)/Tc Ta:FIrpic(10wt%,1nm)/Bphen(1nm)/m CP(20nm)/Bphen(40nm)/Li F(1nm)/Al的器件。通过分析发现由于Bphen层将空穴阻挡在Tc Ta/Bphen界面处,然后发光层内的电子通过Bphen传输后到达该界面与空穴以非辐射复合的形式消耗掉,因此器件效率降低。5、对插入在NPB与Tc Ta之间的Bphen层的厚度进行了研究,发现随着Bphen层厚度的增加器件的效率先增加后减小,只是这种变化不是很明显。但是,器件的效率滚降逐渐变得严重,造成这种现象的原因与FIrpic的电子的场依赖性比空穴大有关,使得电子随电场的增加比空穴快,Bphen层的厚度越厚对空穴的阻挡作用越强,使得空穴无法补偿快速增加的电子,导致激子-极化子淬灭变得严重。
【关键词】：有机电致发光器件 载流子平衡 Bphen空穴阻挡层 激子-极化子淬灭
【学位授予单位】：吉林大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TN383.1
【目录】：

• 摘要4-6
• Abstract6-11
• 第1章 绪论11-23
• 1.1 引言11
• 1.2 OLED的发展及应用11-13
• 1.3 OLED的基本理论知识13-20
• 1.3.1 光物理基本知识13-15
• 1.3.2 电子学基本知识15-19
• 1.3.3 F?rster能量转移和Dexter能量转移19-20
• 1.4 OLED的基本原理20-21
• 1.5 本论文的研究内容21-23
• 第2章 载流子平衡对OLED性能改善的研究进展23-37
• 2.1 评价OLED性能的参数23-24
• 2.2 载流子平衡的研究进展24-25
• 2.3 基于MCP母体的蓝色磷光OLED发光层内载流子平衡的研究25-37
• 2.3.1 实验材料、器件制作及测试仪器26-28
• 2.3.2 蓝色磷光OLED发光层内载流子平衡情况的研究28-32
• 2.3.3 蓝色磷光OLED发光位置随电压变化情况的研究32-36
• 2.3.4 小结36-37
• 第3章 利用载流子平衡改善蓝色磷光OLED性能的研究37-54
• 3.1 利用BPHEN改善蓝色磷光OLED发光层内载流子平衡的研究37-44
• 3.1.1 器件结构37-38
• 3.1.2 器件测试与实验结果分析38-44
• 3.2 探究BPHEN的位置引起蓝色磷光OLED效率差异的原因44-48
• 3.2.1 器件结构44-45
• 3.2.2 器件测试与实验结果分析45-48
• 3.3 BPHEN空穴阻挡层厚度对蓝色磷光OLED性能改善的研究48-53
• 3.3.1 器件结构48-49
• 3.3.2 器件测试与实验结果的分析49-53
• 3.4 本章小结53-54
• 第4章 总结54-55
• 参考文献55-60
• 作者简介60-61
• 致谢61

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本文编号：1033943