基于FIrpic的叠层有机电致蓝光器件光电性能的研究

发布时间：2020-05-28 17:13

【摘要】：叠层有机发光二极管是一种具有高亮度、高寿命和高稳定性等优点的新型结构。为了提高蓝光器件的性能,改善目前蓝光器件效率低等问题,本文进行了以下研究:首先,进行了C_(60)/Pentacene电荷产生层的研究,并完成了叠层器件基本结构的设计和优化工作。针对单独采用C_(60)/Pentacene作为电荷产生层时器件性能不高的问题,本文加入了Cs_2CO_3/Al缓冲层修饰电荷产生层,并利用Cs_2CO_3/Al/C_(60)/Pentacene结构作为电荷产生层制备并研究了叠层有机发光器件。实验结果表明,引入Cs_2CO_3/Al缓冲层后,叠层器件在30 mA·cm~(-2)的电流密度下实现了1.43 cd·A~(-1)的最大电流效率,与单层器件(1.11 cd·A~(-1))相比,性能提高了29%,表明Cs_2CO_3/Al缓冲层的引入能提高电荷的注入和传输水平。其次,本文探究了不同掺杂浓度下叠层蓝色磷光器件的性能。实验表明:器件在5%和15%掺杂浓度下的性能较低,这是由于低浓度下能量转移不充分和高浓度下浓度猝灭加剧造成的。10%掺杂浓度下器件的性能相对较好,最大电流效率达到3.41 cd·A~(-1)。然后,为了进一步提升器件的性能,本文通过改变电子传输材料对叠层蓝光器件进行优化。实验结果发现:BCP作为电子传输层时,器件在163 cd·m~(-2)的亮度下电流效率达到了3.96 cd·A~(-1),这是由于BCP的HOMO能级较高,能起到空穴阻挡作用;Alq_3作为电子传输层时,器件在1000 cd·m~(-2)的亮度以内能保持3.0 cd·A~(-1)以上的电流效率,表明Alq_3仍是作为叠层发光器件较为稳定的电子传输材料之一;TPBi虽然具有较高的电子迁移率,但由于能级不匹配等原因使其不适用于本实验结构,其最大电流效率仅为1.80 cd·A~(-1)。最后,针对器件内部载流子不平衡、功率效率低及色度不纯等问题,本文将BCP作为空穴阻挡层加入叠层结构。实验表明加入两处空穴阻挡层后,叠层器件的最大电流效率和最大功率效率提升至8.55 cd·A~(-1)和0.89 lm·W~(-1),与未加入空穴阻挡层的器件(3.41 cd·A~(-1)和0.40 lm·W~(-1))相比分别提高了151%和123%,CIE坐标最终为(0.167,0.094)。表明该叠层结构能提高器件的效率,并能改善蓝光色度不纯的问题。
【图文】：

性质分类,发光材料,磷光

大学硕士学位论文第 1LED 器件材料所需要的禁带宽度 Eg就越大。而目前宽能带的有机半导缺，从而出现蓝光材料的发展落后于红、绿光材料的现状[24-26]。文未展开对材料合成和制备的研究，而是通过优化电荷产生层，制备色磷光器件，达到提高器件效率的目的。蓝色磷光器件寿命短、色度不纯图 1.1 所示，OLED 器件按发光材料性质可分为荧光 OLED 和磷光 OLED 还未被发现之前，科学家一直研究的是荧光 OLED。但荧光 O打破其量子效率物理极限，因此效率较低。磷光 OLED 出现之后，其论上可达 100%。红、绿磷光器件性能目前已经达到了商业化标准， OLED 始终无法达到红、绿磷光器件的发光效率。

分子能

第 2 章 OLED 的原理、结构及制备2.1 有机电致发光的工作机制2.1.1 分子内激发态及其衰变过程图 2.1 所示为有机材料中分子吸收能量形成激子和释放能量后回到稳定能级的物理过程。S0为有机材料的单重基态能级；S1，，S2分别为有机材料的第一、第二激发态的单重态能级；T1，T2分别为有机材料的三重态能级；S1*，T1*分别为有机材料S1，T1的高振动电子能级。有机材料中电子和空穴对复合后的激发和衰变特性是由分子的轨道来决定的，下面主要讨论荧光发射和磷光发射的产生机制。
【学位授予单位】：重庆邮电大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TN383.1

【参考文献】