高效溶液加工型小分子OLED器件研究

发布时间：2020-09-22 08:35

　　近年来,有机发光二极管(OLED)凭借其轻薄、自发光、视角宽、能耗低、快速响应、可柔性显示等优点,在大面积平面显示和固态光源等方面具有广阔的应用前景,得到了人们的广泛关注。目前,制备OLED器件主要有真空蒸镀和溶液加工两种方式,其中,溶液加工的方式具有工序更简洁、成本更低廉的优势,在大尺寸OLED产品应用普及方面更具优势。然而,目前溶液加工型OLED器件的发展仍存在效率低下等诸多问题。因此,本论文致力于溶液加工型OLED器件的相关研究,制备得到了高性能表现的蓝光及白光器件,同时对其光物理过程进行了深入讨论,为后续的研究提供了参考和借鉴。本论文的研究内容主要分为以下三个方面:1、基于新型的热活化延迟荧光(TADF)小分子材料,制备出高效的蓝光器件。通过对各有机功能层的精细调控,系统研究了不同性质的功能层对器件性能的影响,得到了适于溶液加工型的新型非掺杂OLED器件结构。基于TADF材料DACR-DPTX的器件实现了最大电流效率为22.1 cd/A、最大EQE为12.8%、CIE坐标为(0.16,0.24)的高效蓝光发射。2、基于蓝光材料DACR-DPTX和黄光材料PXZDSO2,制备出高效的二元白光器件。利用DACR-DPTX同时作为主体和蓝光材料,通过对黄光材料掺杂浓度的精确调控,借助于不充分的F?rster能量转移过程,制备得到了最大电流效率为54.3 cd/A、最大EQE为19.4%、CIE坐标为(0.31,0.44)的互补色白光器件,且展现出极好的光谱稳定性。这是目前已报道的效率最高的溶液加工型全荧光白光器件。3、基于蓝光材料DACR-DPTX、黄光材料PXZDSO2和传统红色荧光材料DBP,制备出高效高显色指数的三元白光器件。为解决目前溶液加工型全荧光白光器件难以同时实现高效率与高显色指数的问题,首次采用多热活化延迟荧光敏化传统荧光的策略,通过在上述的二元白光体系中引入红光材料DBP,使蓝光自主体材料、黄光辅助主体材料和红光客体材料均得以实现发射,在实现高显色指数的前提下实现了能量和激子的高效利用。制备得到了最大电流效率为24.1 cd/A、最大EQE为11.0%、CIE坐标在亮度为100 cd/m~2时为(0.33,0.37)、CRI为88和最大电流效率为42.1 cd/A、最大EQE为16.4%、CIE坐标在亮度为100 cd/m~2时为(0.32,0.42)、CRI为72的溶液加工型白光OLED器件,以上效率均为目前对应显色指数范围内白光器件的最高值。
【学位单位】：华南理工大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2019
【中图分类】：TB34;TN383.1
【部分图文】：

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在短短 30 多年内经历了由传统荧光（Fluorescence）材料到磷光（Phosphorescence材料再到热活化延迟荧光[2]（Thermally activated delayed fluorescence，TADF）材料的三代变迁，目前已在提升发光效率、降低生产成本、实现可持续发展等方面取得了长足的进步。与此同时，OLED 器件的制备手段也由传统的真空蒸镀方式逐渐向工序更简洁、成本更低廉的溶液加工方式过渡，这样的转变有利于实现 OLED 的大面积商业化生产。发光材料的发展和器件制备方式的改良大大加快了以 OLED 为核心技术的相关商品走进人们生活的进程，近年来市场上出现的具有面光源发射和高对比度的 OLED 的显示屏幕，以及节能环保、避免蓝光危害[3]、光色健康柔和白光 OLED 照明设备，均因可以满足人们对更高品质生活的追求而得到了人们的关注与青睐。迄今，来自三星索尼、苹果等企业的大量 OLED 相关电子产品陆续走进市场，在人们的日常生活中扮演着越来越重要的角色，这些现象都表明，OLED 正在与人们的生活越发紧密地联系到一起。

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同样也具有类似导体、半导体的光电性质。在这样思想的指导下，1955 anose 等[4]将具有平面刚性结构、辐射跃迁速率高的蒽作为研究对象，并发现蒽两端施加有 400 V 的直流电压时发生了微弱的荧光发射，这是人类历史上第一到有机物的电致发光现象。有机电致发光现象的发现为 OLED 的诞生铺平了道路。1963 年，Pope 等[5]又在两端构筑了电极，制备出世界上首个有机电致发光器件。1987 年，原柯达公司人邓青云（C. W. Tang）博士将 8-羟基铝喹啉（8-Hydroxyquinoline aluminum s作为发光层，采用芳香胺小分子作空穴传输层[38]、镁铝合金作阴极的三明治，制备得到了低驱动电压（<10 V）、高亮度（>1000 cd/m2）、高外量子效ternal quantum efficiency，EQE>1%）的绿光 OLED器件，由此 OLED开始走进阶段。1997 年，日本先锋公司率先推出一款绿光 OLED 平板显示产品，这也是第一款以 OLED 为核心技术的产品，由此开启了 OLED 在商业化道路上高速前式。

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Active matrix organic light-emitting diodes）面板生产线，屏幕的制造等方面。2019 年的今天，OLED 的市场竞争力进有赶超 LCD（液晶显示器，Liquid crystal displays）屏的趋势势头。器件的研究进程材料的发展历程器件是在器件电极两端施加驱动电压，使空穴和电子分别从阳他有机功能层传输后迁移至发光层区域，随后载流子复合形成射跃迁的方式从高能级跃迁至低能级，在这一过程中部分能量，发光材料承载着载流子传输复合、激子跃迁辐射的作用，对表现起到决定性的作用，因此是 OLED 器件的核心所在，也成究对象。

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