非掺杂载流子产生单元及其叠层和倒置OLED

摘要

有机电致发光器件（Organic Light-Emitting Device,OLED）因为具备驱动电压低、灵活性高、效率高、可大面积柔性制备等特点，引发了学术界和工业界广泛的关注，是继平板显示和固态照明之后的第三代显示技术。但考虑到工业化生产，传统的OLED结构也存在一定的问题，比如器件的亮度低、寿命短等。基于这些问题，近年来，叠层有机电致发光器件（Tandem Organic Light-Emitting Devices,TOLED）和倒置有机电致发光器件（Inverted Organic Light-Emitting Devices,IOLED）的研究也得到了更多科研工作者的青睐。但是，由于现存的载流子产生单元大多数是掺杂的，其制备工艺复杂、重复性差、驱动电压高，不利于工业化生产，而且IOLED的电子注入层多依赖于阴极势垒的功函数，针对以上问题，本文提出了非掺杂载流子产生单元并对其进行研究，将其运用在叠层和倒置OLED中，从而实现高效的目的。 1、提出了使用非掺杂结构LiF/AL/HAT-CN作为载流子产生单元，蒸镀方法制备叠层蓝色磷光和白光器件，分析了载流子的产生过程和产生机理。对中间层AL的厚度进行了优化，结合其透射率及C-V特性，从而得到当AL的厚度为5nm时候，器件的性能达到最优。对比传统器件性能，其电流效率分别为53.1cd/A和94.9cd/A，是单层器件的2.1倍和1.9倍。相比掺杂的载流子产生单元，LiF/AL/HAT-CN具有制备简单、重复性高、效率更高等优点，为以后的商业化生产提供研究基础。 2、为了得到最优的器件结构，首先将载流子产生单元LiF/AL/HAT-CN中的HAT-CN替换为MoO3，使用LiF/AL/MoO3作为连接层，同样使用蒸镀方法制备蓝色磷光器件。然后使用有机材料Liq代替无机材料LiF，避免了因LiF蒸镀温度高造成的对器件性能的影响，再次优化了中间连接层Liq/AL/HAT-CN的厚度，分析了中间连接层厚度对器件性能的影响。从实验结果中发现，当Liq厚度为3.5nm时，其叠层蓝光器件的电流效率达到48.5cd/A，这和传统器件相比，效率得到了很大的提升。 3、基于非掺杂载流子产生单元LiF/AL/HAT-CN的电荷产生能力，将其运用至倒置结构中。在倒置结构中，使用HAT-CN/AL/LiF做电子注入层，结合其电荷产生机理设计出合适的器件结构，制备出了性能良好的倒置荧光器件。同时，又使用此电子注入层分别制备了掺杂和非掺杂的蓝色磷光器件，其中，掺杂的倒置蓝色磷光OLED的电流效率可以达到29.4cd/A，对比普通的倒置器件，其不依赖于阴极的功函数，提高了器件的稳定性，为推动未来商业化生产提供理论依据。

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