基于激基复合物发光的白光有机发光二极管的研究

发布时间：2020-07-30 14:16

【摘要】：白光有机发光二极管(white organic light-emitting diodes,WOLED)可以应用于日常照明设备以及全彩显示中。因为其具有超轻超薄、发光效率高、大面积平面发光以及结合柔性基板可挠曲等诸多优点,目前对于WOLED的研究越来越受到重视。在当前的很多WOLED研究中,尽可能地提高WOLED的效率一直是众多研究者追求的目标。磷光材料能够实现100%内量子效率(internal quantum efficiency,IQE),因而在WOLED中得到广泛应用,但是磷光材料一般包含昂贵且稀有的重金属原子,制作WOLED器件的成本很高,并且可能会对环境造成污染。热延迟荧光材料的单重态能级和三重态能级差非常接近,三重态激子可以通过反系间蹿越转化为单重态激子辐射发光,因此可以在不含重金属原子的情况下实现100%内量子效率。具有热延迟荧光特性的激基复合物因其获得方法简单方便,目前已掀起一股研究热潮。在激基复合物的研究中,器件结构大多使用相对复杂的掺杂体系,使得器件的制备难度大大增加。本文主要研究了高效率非掺杂的激基复合物发光,并结合超薄发光层技术,以蓝色激基复合物发光和互补的黄色荧光实现器件结构简单、发光效率高的WOLED。依据这一想法,本文开展了以下几个工作:第一,我们利用光致发光(photoluminescence,PL)光谱验证了空穴传输材料4,4'-bis(9-carbazolyl)-2,2'-dimethylbiphenyl(CDBP)和电子传输材料((1,3,5-triazine-2,4,6-triyl)tris(benzene-3,1-diyl))tris(diphenylphosphine oxide)(PO-T2T)的混合薄膜可以形成激基复合物,也验证了双层非掺杂结构同样能获得和共混体系一样的激基复合物发光。在此基础上我们设计了结构简单的激基复合物发光器件,这种结构避免了使用复杂的掺杂工艺,减少了材料的浪费。得益于热延迟荧光的特性,器件所发射的蓝光最高外量子效率(external quantum efficiency,EQE)达到9.6%,电流效率(current efficiency,CE)高达18.9 cd/A。其次,在此基础之上为了获得白光,我们引入了互补的黄色荧光材料2,8-di(tbutyl)-5,11-di[4(t-butyl)phenyl]-6,12-diphenylnaphthacene(tetra(t-butyl)rubrene)(TBRb),黄色荧光采用超薄发光层技术,保证了器件制备工艺的简单。我们发现将黄色超薄发光层置于器件的不同位置具有不同的特性:当TBRb放置于CDBP/PO-T2T界面上时,只有在TBRb层很薄的时候才会有蓝光出现,使得器件的可重复性较差。当TBRb层放置于CDBP中时,TBRb对空穴有捕获作用,导致部分载流子直接在TBRb中复合发光,降低了器件的效率。而当TBRb层放置于PO-T2T中时,TBRb对载流子的捕获被抑制了,并且通过调节TBRb与CDBP/POT2T界面的距离,使激基复合物与TBRb之间的Dexter能量转移也得到了抑制。此外我们还通过理论计算验证了TBRb在PO-T2T中时器件的发光机理,与实验结果有很好的吻合。最终我们得到了高效率的全荧光WOLED,其电流效率高达27.2 cd/A,CIE(Commission Internationale de I’Eclairage)坐标为(0.35±0.02,0.38±0.02)的白光。
【学位授予单位】：上海交通大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TN383.1
【图文】：

图 1- 2 最高占有轨道、最低未占有轨道示意图Figure 1-2 Schematic diagram of HOMO and LUMO3.2单重态与三重态子力学理论认为，电子作为费米子，其自旋量子数为 1/2，在双电子

图 1- 3 有机分子能级示意图Figure 1-3 Energy diagram of organic molecular.4能量转移子处于高激发能态时可以将能量传递给附近处于低能态的分子，称

辐射能量转移Figure1-4Radiativeenergytransfer

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本文编号：2775653