高效荧光/磷光混合白光有机电致发光器件的基础研究

摘要

白光有机电致发光器件（WOLED）在固体光源领域有重要应用前景，如何改善器件性能，降低器件制备成本是该技术研究的关键。荧光/磷光混合白光OLED（F/P-WOLED）被认为是目前实现高效率、长寿命WOLED的理想途径。本论文设计合成了一系列新型蓝色荧光材料，构建了基于上述材料的单色、荧光/磷光混合白光器件，并进一步优化混合白光器件的设计方案，获得了一系列创新性成果。
　　1.设计合成了新型蓝光荧光材料PhPC、NFBC、SQTPA和DQTPA，研究了其光物理、热稳定性等性能。PhPC、NFBC的PL发光在深蓝光波段，发光峰分别位于420和404 nm，且具有较高的荧光量子产率；SQTPA、DQTPA的PL发光峰分别位于486和496 nm。
　　2.构建了基于上述四种材料的蓝色荧光器件、橙色磷光器件及荧光/磷光混合白光器件。基于PhPC的深蓝色荧光器件的最大发光效率可达1.8 cd/A（3.6％）， CIE坐标为（0.15,0.05），基于该材料的荧光/磷光混合白光器件的发光效率可达35.1 cd/A（17.4%）；以 NFBC作为主体材料的橙色磷光器件，最大效率为32 cd/A（15.3%），值得一提的是该器件的效率-亮度衰减曲线非常平缓，即使在亮度达到1000 cd/m2时电流效率仍保持基本不变（31.9 cd/A）。
　　3.制备了基于单掺杂-共主体结构的新型荧光/磷光混合白光器件，有效解决了传统白光器件光谱不稳定、效率衰减快等问题。选择TCTA和TmPyPB作为发光层的共主体材料，NAA作为蓝色荧光掺杂材料，Ir(2-phq)3和 Ir(ppy)3分别作为橙光和绿光磷光掺杂材料构建白光器件。器件的光谱在1000~10000 cd/m2亮度下保持非常稳定，同时，其效率-亮度衰减曲线十分平缓，器件获得的最大发光效率为27.5 cd/A（12.3%），当器件亮度高达5000和10000 cd/m2时，其效率仍可保持在26.5 cd/A（11.8%）和25.0 cd/A（11.0%）。
　　4.研究了基于具有空穴传输特性的蓝色荧光材料的新型荧光/磷光混合白光器件。选择DPFA这一具有较好空穴传输特性的材料作为器件中的蓝光荧光材料，研究了空穴传输特性对器件性能的影响规律。该白光器件的最大效率可以达到42.5 cd/A（38.2 lm/W，15.5%），其性能指标居于文献报道的同类型器件中的领先水平。
　　研究结果为荧光/磷光混合白光器件的研究提供了更多的材料选择及构造方案，促进了高性能荧光/磷光混合白光有机电致发光器件的发展。

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第一章 绪论

1.1 有机电致发光器件研究背景

1.2 有机电致发光器件发展历程

1.3 有机电致发光器件应用前景

1.4 课题研究意义及内容

第二章 有机电致发光材料与器件概述

2.1 有机电致发光材料特性

2.2 有机材料的表征

2.3 有机电致发光器件工作原理

2.4 有机电致发光器件结构

2.5 有机电致发光器件制备工艺

2.6 本章小结

第三章 荧光/磷光混合白光有机电致发光器件概述

3.1 荧光/磷光混合白光的引入

3.2 荧光/磷光混合白光器件研究历史

3.3 蓝色荧光在荧光/磷光混合系统中的作用

3.4 常见几种荧光/磷光混合白光器件结构

3.5 本章小结

第四章 新型蓝色荧光材料的设计合成及表征

4.1 蓝色荧光材料设计思路

4.2 三苯胺衍生物PhPC的合成及表征

4.3 芴核衍生物NFBC的合成及表征

4.4 喹啉-三苯胺类化合物的合成及表征

4.5 本章小结

第五章 基于新型蓝色荧光材料的单色器件及荧光/磷光混合白光器件研究

5.1 实验部分

5.2 基于PhPC的单色器件及荧光/磷光混合白光器件的研究

5.3 基于NFBC的单色器件及荧光/磷光混合白光器件的研究

5.4 基于SQTPA和DQTPA的单色器件及荧光/磷光混合白光器件研究

5.5 本章小结

第六章 荧光/磷光混合白光器件中的器件结构研究

6.1 基于单掺杂-共主体三层结构的荧光/磷光混合白光器件的研究

6.2 基于高迁移率蓝色荧光材料的简单荧光/磷光混合白光器件的研究

6.3 本章小结

第七章 全文总结与展望

7.1 全文总结

7.2 后续工作展望

致谢

参考文献

硕士期间取得的研究成果