空穴直接注入型OLED器件的载流子传输与发光特性研究

摘要

本文基于铱金属配合物有机磷光发光材料，设计并验证了空穴直接注入型器件这一较为新颖的器件结构，研究了其载流子的传输特性和发光性能。具体涉及到的材料为(t-bt)2Ir(acac)和Ir(ppy)3。
　　本文研究了黄色磷光铱金属配合物材料(t-bt)2Ir(acac)。利用结构ITO/(t-bt)2Ir(acac)/TCTA/TPBi:FIrpic/TPBi/Mg:Ag，证明了(t-bt)2Ir(acac)具有空穴传输能力和空穴注入能力。在此基础上，将(t-bt)2Ir(acac)应用在空穴直接注入型器件结构上，通过调节发光层客体材料掺杂比，发现器件性能随着掺杂比例的升高而先增后减，最后制得最优掺杂比为10％的器件，说明在磷光电致发光器件中，客体材料的浓度是十分微妙的，在设计器件时要考虑到性能的平衡，在满足发光要求的同时，避免过强的三重态三重态湮灭效应，具体结构是 ITO/CBP:(t-bt)2Ir(acac)(50%)/CBP:(t-bt)2Ir(acac)(x%)/TPBi/Mg:Ag x=5,10,15,20。最后采用双发光层结构来进行研究，制得高效率的双发光层器件，其具有39294 cd/m2的最大亮度，38.22 cd/A的最大电流效率和20.85 lm/W的最大功率效率。具体结构为ITO(150nm)/CBP:(t-bt)2Ir(acac)(50%)/CBP:(t-bt)2Ir(acac)(10%)/TPBi:(t-bt)2Ir(acac)(10%，x nm)/TPBi(40-xnm)/Mg:Ag，x分别为10，20，30和40。
　　本文对另一种铱金属配合物Ir(ppy)3进行了研究，首先通过验证实验确定了Ir(ppy)3的空穴直接注入能力。接着，通过调整在空穴直接注入层中的客体材料掺杂比，来研究空穴直接注入层中客体材料的浓度对器件整体性能的影响，具体为采用结构：ITO/CBP:Ir(ppy)3(x%)/CBP:Ir(ppy)3(10%)/TPBi/Mg:Ag，x=5，10，15和20。实验中得到的器件效率随着掺杂浓度的升高而升高，在达到20%的浓度时具有最好的器件性能，其三项参数分别为：35346 cd/m2的最大亮度，36.23 cd/A的最大电流效率和18.85 lm/W的最大功率效率。说明空穴直接注入型器件的空穴直接注入层中的客体材料浓度需要大大高于普通发光层中的掺杂浓度，以满足载流子注入传输的功能。最后采用了不同的空穴直接注入层主体材料来进行实验，在器件的空穴直接注入层分别采用了TCTA和TPBi作为主体材料，器件性能差别很小。这说明了，是其中的客体掺杂材料对空穴直接注入层性能起到决定性影响，这也再一次证明了是空穴直接注入层中的Ir(ppy)3起到了注入空穴和传输空穴的作用。

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第一章 绪论

1.1 OLED研究背景

1.2 OLED研究历程回顾及发展状况

1.3 OLED的应用领域

1.4 OLED技术与LCD技术的优缺点对比

1.5本论文的研究意义及研究工作

第二章 有机磷光电致发光器件基础

2.1有机电致发光原理与磷光发光特点

2.2电致发光器件结构介绍

2.3有机磷光电致发光器件的材料

2.4本章小结

第三章 有机电致发光器件的制备与测试

3.1 有机电致发光器件的制备

3.2器件的测试

3.3本章小节

第四章 黄色磷光空穴直接注入型OLED器件的研究

4.1黄色磷光材料的空穴直接注入特性研究

4.2不同客体材料掺杂浓度对黄色磷光空穴直接注入器件性能的影响

4.3双发光层黄色磷光空穴直接注入器件的研究

4.4本章小节

第五章 绿色磷光空穴直接注入型OLED器件的研究

5.1绿色磷光材料的空穴直接注入特性研究

5.2不同掺杂比对绿色磷光空穴直接注入器件性能的影响

5.3不同主体材料对绿色磷光空穴直接注入器件性能的影响

5.4本章小节

第六章 总结与展望

致谢

参考文献

攻读硕士期间的研究成果