影响白光OLED载流子传输和复合的因素研究

发布时间：2017-06-13 06:13

  本文关键词：影响白光OLED载流子传输和复合的因素研究，，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：有机电致发光二极管(OLEDs)以其自发光、广视角、快速响应时间、色彩柔和、可实现柔性显示等特点,成为21世纪以来国内外非常热门的新兴显示和照明技术。本论文主要通过对器件界面电子注入行为、新型间隔层结构、高效杂化白光OLED的研究,从提高内部载流子注入效率和优化内部间隔层结构两方面着手,来探讨制备高效率OLED的途径。具体研究内容分为四个部分：(1)使用R-4B和GIrl作为磷光客体掺杂染料,CBP为主体材料,制备了以BPhen作为间隔层调节载流子复合的双发光层黄色磷光器件,设计的器件结构为ITO/MoO3(40 nm)/NPB (40 nm)/TCTA (10 nm)/CBP:Gir1(14 vol%) (20 nm)/BPhen (x nm)/CBP:R-4B (6 vol%) (10 nm)/BCP (10 nm)/Alq3 (40 nm)/LiF (1nm)/Al (1000 nm),通过优化BPhen的厚度控制载流子的复合区域,进而调整器件的发光颜色,并研究其发光性能。实验表明：对于发光面积为3 cm2的器件,当BPhen厚度为6 nm时,器件的最大效率为24.35 cd/A,最高亮度为11270 cd/m2(在16V时),且绿光和红光波峰具有相当接近的强度,有效地调整了器件颜色。间隔层对双发光层载流子的传输和复合的影响,对双发光层白光有机电致发光器件的制备有一定的借鉴意义。(2)研究了双发光层间加入过渡层对有机电致发光器件发光性能的影响。实验制备的器件发光层结构为CBP：10 vo1%R-4B/CBP:10 vol%GIr1 10 vol%R-4B/CBP:10 vol%GIrl。同时制备的对比器件发光层结构为CBP：10 vol%R-4B/CBP:10 vol%GIrl。为了研究不同的发光层结构对黄光器件发光性能的影响,本文设计了发光层结构分别为CBP：10 vol%GIr1/CBP：10 vol%GIr1 10 vol%R-4B/CBP:10 vol%R-4B 和 CBP:10 vol% GIrl/CBP:10 vol% R-4B两组对比器件结构。结果表明,在对比器件发光层界面中加入过渡层显著地提高了发光亮度和发光效率,新型器件在电流密度为40.29 mA/cm2时,亮度和发光效率分别达到了11120 cd/m2与27.59 cd/A,较未加入过渡层的器件分别提高了265%和56.18%。分析原因是过渡层的加入消除了原器件发光层有机材料界面由于严格的界面效应而造成的界面缺陷,增加了载流子传输速率与激子的复合效率,从而提升了器件的发光性能。(3)在黄光器件过渡层的基础上,制备了双发光层的三波段白光器件,通过调整蓝光的掺杂比例,得到性能良好的全磷光白光器件。所制备得全磷光白光器件,当电流密度为0.56 mA/cm2时,器件的电流效率达到26.7 cd/A。器件色坐标稳定,色坐标随电压漂移范围在0.03内,在5V,10V,15V时,器件的色坐标分别为(0.34,0.35),(0.33,0.36),(0.31,0.38),所制备的全磷光的白光器件实现了稳定的白光发射,同时得到了可观的发光效率和亮度。通过合适的蓝光染料掺杂比例可以实现主客体之间良好的能量传递,从而提升载流子的复合几率。(4)使用TCTA和TmPyPB相互掺杂组成作为杂化白光OLED的连接层,并制备了高性能的杂化白光器件。所制备的双色杂化白光OLED最大电流效率和功率效率分别为：28.3 cd/A和22.1 lm/W。所制备的三色杂化白光器件最大电流效率和功率效率分别为19.9 cd/A和15.1 lm/W。所制备的三色杂化白光器件其显色指数大于75,达到了商业照明的要求。另外,所制备的三色杂化白光器件和双色白光器件都具有稳定的色坐标和低效率滚降的特点。同时,所制备的连接层的杂化白光器件的发光性能要大大优于使用CBP和NPB作为连接层的杂化白光器件。
【关键词】：有机电致发光器件 间隔层 过渡层 连接层 杂化白光
【学位授予单位】：陕西科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TN383.1
【目录】：

• 摘要4-6
• ABSTRACT6-10
• 1 绪论10-20
• 1.1 OLED概述10-12
• 1.1.1 有机电致发光器件的历史发展10-11
• 1.1.2 有机电致发光器件的最新研究进展11
• 1.1.3 有机电致发光器件的应用现状11-12
• 1.2 有机电致发光器件结构及工作原理12-18
• 1.2.1 有机电致发光器件结构及功能层材料12-14
• 1.2.2 白光有机电致发光器件基本结构14-15
• 1.2.3 有机电致发光器件的发光原理15-18
• 1.3 有机电致发光器件性能表征18
• 1.4 本论文的研究意义18-20
• 2 实验部分20-22
• 2.1 实验所用材料20
• 2.2 实验所用仪器20
• 2.3 OLED器件制备20-22
• 3 双发光层OLED器件性能载流子传输和复合的研究22-44
• 3.1 间隔层对黄光OLED器件性能的影响研究22-29
• 3.1.1 实验研究背景与目的22
• 3.1.2 实验研究方法22-23
• 3.1.3 实验分析与讨论23-29
• 3.1.4 结论29
• 3.2 过渡层对黄光OLED器件性能的影响研究29-36
• 3.2.1 实验研究背景与目的29-30
• 3.2.2 实验方法30-31
• 3.2.3 实验分析与讨论31-36
• 3.2.4 结论36
• 3.3 全磷光白光OLED器件载流子复合研究36-42
• 3.3.1 实验研究背景和目的36-37
• 3.3.2 实验方法37-38
• 3.3.3 实验分析和讨论38-42
• 3.3.4 结论42
• 3.4 本章结论42-44
• 4 连接层对杂化白光器件载流子传输和复合的影响研究44-54
• 4.1 引言44-45
• 4.2 含通用型连接层杂化白光OLED器件的设计和制备45-46
• 4.3 实验结果讨论和分析46-52
• 4.4 本章结论52-54
• 5 结论与展望54-56
• 5.1 结论54-55
• 5.2 展望55-56
• 致谢56-58
• 参考文献58-66
• 攻读学位期间发表的学术论文目录66-67
• 攻读学位期间参加的科研项目67-68

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