Zn(BTZ)白色有机电致发光器件制备及其性能研究

摘要

白色有机电致发光材料及其发光二极管显示器件(OLED)作为一种新型的有机半导体光电信息功能材料和固体平板化显示器件,近年来发展非常迅速.因为白光涵盖整个可见光区的红、绿、蓝三种基色,将白色OLED器件与较为成熟的微电子刻蚀彩色滤色膜技术相结合,能够得到制备工艺简单、重复性好,成本低的全彩色OLED器件.这是目前获得全彩色显示的最佳方案之一,也将是OLED器件实用化、商品化的一个切入点.而该文即是以优化OLED器件色度,制备纯白色有机电致发光器件为最终目标,围绕白色OLED材料合成、器件制备,以及基于液晶背光源用OLED器件制备做了一系列初步的研究和探索,并取得了一些阶段性的结果.我们从有机电致发光的核心——材料入手,选择并合成出了一种高效稳定,具有宽带荧光光谱,能涵盖大部分可见光区的金属配合物白色有机电致发光材料Zn(BTZ)2,并将其制成仅单一发光层,结构简单的OLED器件,获得了近白色明亮的电致发光,其色坐标已位于白场范围之内.首次在合成出的Zn(BTZ)2中掺入高效橙红色荧光染料Rubrene,考察了掺杂剂对OLED器件色度及发光效率等性能的影响.通过掺杂获得了亮度、色度及效率俱佳的白色OLED器件,并得到了Zn(BTZ)2掺杂Rubrene实现纯白色电致发光的最佳掺杂浓度比,此掺杂浓度下制备的OLED器件在稳定条件下亮度达1300cd/m2,量子效率为0.63％,色度值为(x=0.339,y=0.339),非常接近于白色等能点.其综合性能已达到或超过国际上传统的多层结构白光OLED器件,基本能满足实际应用的要求.为了探索白色OLED器件实用化的可能,我们首次尝试将最佳掺杂浓度比条件下的器件应用于液晶显示器的背光源,制成了较大面积点阵式发光的器件,在外加驱动电压值为25V时,取得了亮度值达1386cd/m2,色坐标值为(x=0.324,y=0.343)稳定明亮的白色电致发光.测得该器件单点最高亮度达4000cd/m2,对应色度为(x=0.347,y=0.351),足以达到实际应用的要求.该文还首次对一种新型的金属螯合物材料L1Ag的电致发光性能进行了探索性的研究,提出利用聚合物PVK掺杂L1Ag来提高这种小分子材料的成膜性以及器件的量子效率和发光性能,取得了良好的效果.在该课题的全过程中,我们紧密地将基础研究与一些实际应用相结合,并注重研究材料的发光机理、发光效率与激发态过程的相互关系.从本质上讲,激发态过程决定了材料的发光效率,研究两者关系可直接对材料和器件性能的提高进行定位和评价.

目录

文摘

英文文摘

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第一章前言

第一节引言

第二节有机电致发光显示器件产业化进展

第三节有机电致发光器件结构及材料

第四节有机电致发光基本原理

第五节白色OLED器件研究进展及本论文主要工作

第二章白色有机电致发光材料Zn(BTZ)2的合成

第一节引言

第二节2-(2-羟基苯基)苯并噻唑螯合锌的合成

第三节2-(2-羟基苯基)苯并噻唑及其螯合锌的性能分析

第四节本章小结

第三章Zn(BTZ)2电致发光器件制备及其光电性能

第一节Zn(BTZ)2电致发光器件制备实验步骤

第二节Zn(BTZ)2电致发光器件光电性能测量仪器

第三节单层结构Zn(BTZ)2电致发光器件制备及性能分析

第四节双层结构Zn(BTZ)2电致发光器件制备及性能分析

第五节本章小结

第四章掺杂型Zn(BTZ)2白色有机电致发光器件

第一节引言

第二节掺杂型Zn(BTZ)2白色电致发光器件制备与性能测量

第三节掺杂型与非掺杂型器件性能对比分析

第四节 液晶背光源用较大面积OLED器件制备

第五节本章小结

第五章新型金属螯合物电致发光材料及器件研究

第一节引言

第二节L1Ag电致发光器件制备及性能研究

第三节本章小结

第六章全文总结与展望

参考文献

攻读硕士学位期间发表的论文

攻读硕士学位期间所参与的科研项目

致谢