蓝色有机电致发光器件的结构优化与发光性能提高的研究

摘要

随着科技的飞速发展，有机电致发光器件（OLED）将平板显示和固态照明带进了一个高质量的时代。为了增强其竞争力，性能优良、工艺简单、寿命较长的蓝色OLED器件的研发就显得尤为重要。因此，本论文通过采用简单有效的方法来优化器件结构，进而提高蓝光OLED器件亮度和效率（第一部分是低压和亮度，第二、三部分是亮度和效率）。具体内容如下：
　　1、将并五苯（pentacene）作为空穴注入层应用到OLED中，发现pentacene薄膜通过较高温度的热处理可以非常明显有效地提高蓝色荧光OLED器件的性能。通过120℃热处理的pentacene薄膜，并结合n型掺杂的电子传输层可制备出发光性能最优的器件，其启亮电压和在1000 cd/m2亮度下的驱动电压分别为2.6 V和5.1 V，比参比器件（pentacene薄膜未经过热处理）降低了0.9 V和1.4 V，在12 V下的亮度为134800 cd/m2，是参比器件亮度（89810 cd/m2）的1.5倍。器件在驱动电压方面的降低归因于pentacene薄膜经过热处理后变得晶体化，薄膜内的pentacene分子形成了一种高度有序的、大团聚的、更平滑的形状，和ITO形成了很好的界面，并改善了pentacene分子间的缺陷和空位。之后应用掺杂的电子传输层增强了电子的注入能力，使得发光层中的电子和空穴得到平衡，从而实现了器件在低压驱动下的高亮度发光。
　　2、将BAlq插入到蓝色有机电致发光器件的发光层和电子传输层之间，可以产生一种明显的激子反馈效应。在这种新型的器件结构设计中，BAlq作为激子反馈层（EFL），并不是用于阻挡空穴，而是起到减少激子在发光层与电子传输层界面堆积的作用，从而减少了激子猝灭。同时，通过测试器件的光致发光瞬态寿命和电致发光性能，证明激子反馈层和发光层之间发生了非辐射能量转移，从而提高了发光层中激子辐射跃迁的几率。经过优化器件结构，器件电流效率和亮度的最大值分别为4.2 cd/A和24600 cd/m2，与传统的无EFL器件相比，分别提高了1.45倍和1.75倍。该器件具有良好的色稳定性，随着驱动电压从3V增加到10V，器件的色坐标偏移很微小（?x=±0.003,?y=±0.004）。与此同时，器件还呈现出较低的效率衰减（26.2％）。
　　3、在发光层的不同位置插入不同的电荷控制层。最优器件是两层具有不同作用的BAlq电荷控制层，第一层的BAlq将发光层分为两个部分来扩大激子复合区域，并阻止空穴的大量传输来平衡器件中电子和空穴的电流密度。第二层BAlq的作用是防止空穴从阴极流失，提高空穴的利用率，两层的结合既可以减少空穴在发光层与电子传输层界面的堆积，又可以提高器件激子和载流子的利用率，最终得以制得高亮度、高效率的蓝光OLED器件。最优器件的最大亮度和最大电流效率分别为48220 cd/m2和6.72 cd/A。与传统器件的最大亮度和最大电流效率相比，分别提高了99.3%和89.3%。

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第一章 绪论

1.1 OLED的发展历程、优势、发展现状和趋势

1.2 OLED器件的结构和原理

1.3关于提高有机电致发光器件效率的研究

1.4本论文的研究目的与主要工作

第二章 热处理Pentacene对OLED器件光电性能的影响研究

2.1引言

2.2基于不同热处理温度下Pentacene薄膜的优化与表征

2.3不同热处理条件的Pentacene薄膜对OLED器件性能的影响

2.4本章小结

第三章 利用激子反馈层增强蓝色OLED发光效率的研究

3.1引言

3.2插入激子反馈层器件的制备和及其性能的研究

3.3通过优化BAlq的厚度研究激子反馈效应

3.4本章小结

第四章 插入不同双电荷控制层对提高器件性能的研究

4.1引言

4.2器件的结构设计及制备

4.3本章小结

第五章 全文总结与展望

5.1全文总结

5.2后续工作展望

参考文献

发表论文和科研情况说明

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