基于超薄发光层的白光有机电致发光器件的制备与性能研究

发布时间：2020-05-26 22:20

【摘要】：由于其高效率、高亮度、低驱动电压及可实现柔性显示等优点,有机电致发光器件(Organic Light-Emitting Device,OLED)备受关注,特别是白光OLED(White OLED,WOLED)因其巨大的潜在应用被认为是下一代固态照明和显示技术。尽管如此,WOLED商品昂贵的价格让消费者望而却步,主要原因是WOLED的生产成本过高。本文的蓝色发光层选择的是蓝色热激活延迟荧光(Thermally Activated Delayed Fluorescence,TADF)材料,红色磷光材料和绿色磷光材料分别作为红色超薄发光层和绿色超薄发光层,制备了非掺杂结构的WOLED,通过简单的非掺杂工艺降低生产成本,获得高性能的器件,具体的工作如下:(1)制备了基于DMAC-DPS发光材料的蓝色单色器件,其中发光层选取的是无掺杂的蓝色TADF材料,验证了纯的DMAC-DPS可作为非掺杂的WOLED的蓝光发光层为白光贡献蓝光波段分量。在此基础上,插入红色磷光超薄发光层和绿色磷光超薄发光层,设计了三种不同发光层结构的WOLED,色稳定性最佳发光层结构为蓝/红/蓝/绿,其中在两个超薄发光层之间的蓝色发光层也作为激子调控层。进一步调节该结构中的激子调控层的厚度,发现器件性能随着厚度增大而先增后减,当激子调控层厚度为4 nm时,器件发出白光,其最大亮度、最大电流效率、最大功率效率和最大外量子效率分别为24775 cd/m~2、12.14 cd/A、8.94 lm/W、8.32%,在7 V偏压下CIE坐标为(0.32,0.33)。(2)改变红色超薄发光层Ir(h-piq)_3的厚度以及绿色超薄发光层Ir(ppy)_3的厚度,证实了增强DMAC-DPS向Ir(h-piq)_3和Ir(ppy)_3的能量转移有助于提高器件的色稳定性,当Ir(h-piq)_3的厚度和Ir(ppy)_3的厚度适当时,器件性能最佳,其最大亮度达到了26379 cd/m~2,最大电流效率和最大功率效率达到22.62 cd/A和14.54 lm/W,最大外量子效率达到15.18%。而优化Ir(h-piq)_3的厚度后,器件表现出最佳的色稳定性,发光亮度从100 cd/m~2增加到5000 cd/m~2,色坐标漂移量仅为(0.01,0.05)。综上所述,本文采用纯的蓝色TADF材料作为发光层也作为激子调控层,调控红色超薄发光层和绿色超薄发光层的激子分布,使Dexter能量转移和F?rster能量转移达到动态平衡,制备非掺杂结构的WOLED。本研究给制备具有高效率、高色稳定性的非掺杂白光WOLED提供了一种新的思路。
【图文】：

第一章绪论机构和公司的大力投资及众多科研人员的不断努力下，OLED 早已从实验室走进千家万户，成为家喻户晓的显示产品。OLED 显示最早是应用在车载显示领域，早在1997 年日本的 Pioneer 公司就将单色 OLED 产品应用在汽车音响上，为高端豪华汽车提供完美的用户体验。在大尺寸显示方面，OLED 逐渐开始占领高端市场，日本的索尼、松下、东芝，韩国的三星、LGD（LG Display）以及中国的创维、长虹、康佳都纷纷推出了 OLED 电视。其中，韩国厂商处于大尺寸 OLED 显示技术的主导地位，早在 2013 年，三星就发布了一款屏幕分辨率高达 1920 × 1080 的 55 英寸曲面 OLED 电视。此外，2019 年 LGD 发布了 65 英寸 8K 可卷曲 OLED 电视 TV R，配备杜比全景音响，不需要看电视时屏幕可卷起来收纳于音响中，完全升起仅需要几秒钟时间，只升起一半屏幕可显示音乐、时间、天气等智能家居信息，如图1-1 所示。

可折叠,显示屏,手机,光谱

(a) (b)图 1-2 使用了 OLED 显示屏的可折叠手机。(a) 三星 Galaxy F；(b) 华为 Mate X除了在显示领域闻名遐迩，OLED 也是潜力不俗的固态照明器件[10-12]。其最大的特点就是无眩光的特性，，能够在黑暗中长期照明但不让人眼产生疲劳感。OLED的光谱最为接近日光光谱，相比 LED 光谱中过高的蓝光波峰，OLED 的光谱对人眼更加友好；另外，由于 OLED 轻薄、可柔性、面光源的特点，在照明设备的应用设计上更加灵活多元，能够满足住家、办公场所、商店、户外环境等不同场合对照明设备的不同需求。图 1-3 展示的是翌光科技推出的两款 OLED 灯具，充分展示了 OLED 光源灯具的非凡延展性和可塑性，可以很好的与时尚产品进行交叉融合设计。
【学位授予单位】：电子科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：TN383.1

【参考文献】