基于超薄发光层的白光有机电致发光器件的制备与性能研究

摘要

由于其高效率、高亮度、低驱动电压及可实现柔性显示等优点，有机电致发光器件（Organic Light-Emitting Device,OLED）备受关注，特别是白光OLED（White OLED,WOLED）因其巨大的潜在应用被认为是下一代固态照明和显示技术。尽管如此，WOLED商品昂贵的价格让消费者望而却步，主要原因是WOLED的生产成本过高。本文的蓝色发光层选择的是蓝色热激活延迟荧光（Thermally Activated Delayed Fluorescence,TADF）材料，红色磷光材料和绿色磷光材料分别作为红色超薄发光层和绿色超薄发光层，制备了非掺杂结构的WOLED，通过简单的非掺杂工艺降低生产成本，获得高性能的器件，具体的工作如下： （1）制备了基于DMAC-DPS发光材料的蓝色单色器件，其中发光层选取的是无掺杂的蓝色TADF材料，验证了纯的DMAC-DPS可作为非掺杂的WOLED的蓝光发光层为白光贡献蓝光波段分量。在此基础上，插入红色磷光超薄发光层和绿色磷光超薄发光层，设计了三种不同发光层结构的WOLED，色稳定性最佳发光层结构为蓝/红/蓝/绿，其中在两个超薄发光层之间的蓝色发光层也作为激子调控层。进一步调节该结构中的激子调控层的厚度，发现器件性能随着厚度增大而先增后减，当激子调控层厚度为4nm时，器件发出白光，其最大亮度、最大电流效率、最大功率效率和最大外量子效率分别为24775cd/m2、12.14cd/A、8.94lm/W、8.32%，在7V偏压下CIE坐标为(0.32,0.33)。 （2）改变红色超薄发光层Ir(h-piq)3的厚度以及绿色超薄发光层Ir(ppy)3的厚度，证实了增强DMAC-DPS向Ir(h-piq)3和Ir(ppy)3的能量转移有助于提高器件的色稳定性，当Ir(h-piq)3的厚度和Ir(ppy)3的厚度适当时，器件性能最佳，其最大亮度达到了26379cd/m2，最大电流效率和最大功率效率达到22.62cd/A和14.54lm/W，最大外量子效率达到15.18%。而优化Ir(h-piq)3的厚度后，器件表现出最佳的色稳定性，发光亮度从100cd/m2增加到5000cd/m2，色坐标漂移量仅为(0.01,0.05)。 综上所述，本文采用纯的蓝色TADF材料作为发光层也作为激子调控层，调控红色超薄发光层和绿色超薄发光层的激子分布，使Dexter能量转移和F?rster能量转移达到动态平衡，制备非掺杂结构的WOLED。本研究给制备具有高效率、高色稳定性的非掺杂白光WOLED提供了一种新的思路。

目录

声明

第一章 绪论

1.1 OLED研究背景

1.1 OLED技术发展历程

1.3 OLED的应用领域

1.4白光OLED目前存在的问题

1.5.1本论文的研究意义

1.5.2 本论文的布局安排

第二章 有机电致发光器件基础

2.1 OLED器件基本原理

2.1.1 OLED器件基本理论及工作原理

2.2.2 载流子注入

2.2.3 载流子传输

2.2.4 载流子复合和发光过程

2.2 OLED的结构介绍

2.2.1 主体发光和掺杂发光器件结构

2.2.2 超薄层结构

2.2.3 白光器件结构

2.3 OLED的相关材料

2.4 本章小结

第三章 器件的制备与性能测试

3.1 OLED的制备

3.2 OLED的性能测试

3.2.1 测试仪器和测试方法

3.2.2关键参数

3.3 本章小节

第四章 蓝色TADF材料的厚度对器件性能的研究

4.1 引言

4.2.1 器件的结构设计

4.2.2 器件的制备

4.2.3实验结果分析与讨论

4.3.1 器件的结构设计

4.3.2 器件的制备

4.3.3 实验结果分析与讨论

4.4.1 器件的结构设计

4.4.2 器件的制备

4.4.3 实验结果分析与讨论

4.5本章小结

第五章 磷光超薄发光层厚度对器件性能的研究

5.1 引言

5.2.1 器件的结构设计

5.2.2 器件的制备

5.2.3实验结果分析与讨论

5.3.1 器件的结构设计

5.3.2 器件的制备

5.3.3 实验结果分析与讨论

5.4基于双超薄发光层的WOLED发光原理分析

5.5本章小结

第六章 总结与展望

6.1 本文工作总结

6.2后续展望

致谢

参考文献

攻读硕士学位期间取得的成果