基于mCP与PO-T2T蓝光激基复合物能量传递实现高效率橙光和白光OLED的研究

发布时间：2020-10-27 05:18

　　 近些年来,由于发现激基复合物具有热活化延迟荧光(TADF)特性,因此激基复合物的理论发光效率上限可以达到100%。所以激基复合物在近几年得到了研究学者的广泛关注。在器件结构方面,由于激基复合物要求给受体材料之间的充分接触,激基复合物发光器件结构一般有给受体分层的平面异质结结构和给受体混合的体异质结结构两种。最初的激基复合物现象发现于分层器件的载流子传输层与发光层之间的相互作用,其区别于发光材料的发光峰,而会在长波方向产生一个新的发光峰,这会影响本征器件的发光质量。因此当时人们总是避免激基复合物的形成,然而自从发现激基复合物具有TADF特性之后,基于界面结构的激基复合物发光器件也可以获得较高的外量子效率。相对于给、受体混合的激基复合物发光器件,界面结构形成的激基复合物由于接触面积局限于给体与受体界面处,因此要求电子和空穴传输层能够很好地调节载流子平衡。而给、受体混合的激基复合物发光器件则具有更大的调节空间。由于混合层的载流子平衡可以通过调节给、受体混合比例来调控,混合层器件结构往往可以获得更高的器件效率和更小的效率滚降。本文利用mCP与PO-T2T形成的蓝光激基复合物,设计了不同器件结构来实现橙光和白光OLED。具体工作如下:1.采用mCP(N,N′-dicarbazolyl-3,5-benzene)与PO-T2T((1,3,5-triazine-2,4,6-triyl)tris(benzene-3,1-diyl)tris(diphenylphosphine oxide))形成界面蓝光激基复合物,在受体PO-T2T中掺杂磷光材料Ir(pq)_2acac(2,4-Pentanedionato)bis[2-(2-quinolinyl)phenyl]iridium(III),通过调控掺杂剂Ir(pq)_2acac的掺杂浓度来实现高效率橙光发射。当掺杂浓度为4wt%时,获得最好的器件性能,其最大电流效率、功率效率以及外量子效率分别达到了28.75 cd/A、30.10 lm/W以及14.98%。进一步为了实现白光,采取两种途径制备白光器件:其一,降低受体材料PO-T2T中Ir(pq)_2acac的掺杂浓度,实现不完全能量传递,从而实现白光。当掺杂浓度为0.3 wt%时,获得了较好的白光器件,其最大电流效率、功率效率以及外量子效率分别为27.84 cd/A、29.15 lm/W以及13.57%。其二,在已获得最佳性能的掺杂4 wt%Ir(pq)_2acac橙光器件中,用受体材料PO-T2T作为间隔层,通过调控间隔层厚度来实现最优白光器件。当调控间隔层厚度为4 nm时,器件的最大电流效率、功率效率以及外量子效率分别为20.36 cd/A、21.32 lm/W以及10.71%。2.采用mCP与PO-T2T形成混合结构的蓝光激基复合物,通过在混合激基复合物中掺杂磷光材料Ir(pq)_2acac,通过调控掺杂剂的浓度实现最优橙光发射。当掺杂浓度为1.5 wt%,获得了最优的器件性能,其最大电流效率、功率效率以及外量子效率分别达到了35.3 cd/A、31.0 lm/W以及18.7%。进一步降低掺杂剂Ir(pq)_2acac的掺杂浓度,实现不完全能量传递实现白光OLED。当掺杂剂浓度为0.1 wt%时,获得效果较好的白光器件,其最大电流效率、功率效率以及外量子效率分别为15.55 cd/A、13.69 lm/W以及7.49%。并且相对于界面结构,混合激基复合物制备的橙光和白光OLED,其效率滚降有明显的改善。3.采用mCP与PO-T2T形成的混合蓝光激基复合物作为蓝光发光层,以超薄层Ir(ppy)_3和Ir(pq)_2acac分别作为绿光发光层和橙光发光层,分别设计蓝、绿、橙顺序和蓝、橙、绿顺序的白光有机电致发光器件。通过一系列优化,获得了基于蓝、绿、橙顺序的白光有机电致发光器件,其最大电流效率、功率效率以及外量子效率分别达到了24.06 cd/A、21.59 lm/W以及10.24%。而基于蓝、橙、绿的有机电致发光器件其最大电流效率、功率效率以及外量子效率分别达到了38.83 cd/A、34.85lm/W以及15.28%。
【学位单位】：太原理工大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2018
【中图分类】：TN383.1
【部分图文】：

图 1-1 OLED 在显示和照明方面的应用Figure 1-1 OLED display and lighting applications3 OLED 的发光原理OLED 为载流子双注入器件，其发光是一种电能转化为光能的过程。O基本原理：在外加电场的作用下，空穴和电子分别通过阳极、阴极注入器件经过空穴传输层和电子传输层后在发光层复合形成激子，最后经过辐射跃迁。

4图 1-2 OLED 常用结构Fig.1-2 The typical structure of OLED常用的 OLED 常用结构，电子和空穴分别从阴极和阳输层，然后到达中间发光层，经过复合形成激子。若则形成单线态激子，其辐射跃迁产生荧光；若存在自，其辐射跃迁产生磷光。通常情况下单线态激子和三 25%和 75%。因为三线态激子存在跃迁禁阻，一般不 20%光萃取来说传统的 OLED 外量子效率低于 5%。的激子利用，就需要克服这种三线态的跃迁禁阻，希

表示为：ηp=πL/JV的亮度，J 代表器件的电流密度，V 代表器件通过光或者是电激发所发射的光谱。其谱(PL)，电激发称为电致发光光谱(EL)。收光谱的重合度来研究材料的主客体之间不同电压下器件的 EL 光谱来确定激子的机理，因此器件的光谱对于 OLED 的研究色可以用色坐标表示，目前国际上普遍使Commission International de I’Eclairage)制定 1-3 所示。
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本文编号：2858101