双掺杂体系磷光有机电致发光器件的溶液法制备及瞬态特性研究

摘要

溶液法制备OLED一直都是有机电致发光领域的研究热点，虽然基于聚合物材料、采用溶液法制备的OLED已经有很多报道，技术也较为成熟，但是发光效率低、器件性能不稳定。小分子发光器件因为效率相对高，并且稳定，是目前有机电致发光器件应用的主体，但有机小分子因为溶解性差，通常采用蒸镀方法来制备器件，这就给大尺寸应用带来了瓶颈。本论文采用溶液法制备成有机小分子电致发光器件，并利用多重掺杂的方式实现多色光发射，并研究了器件性能随电压而改变的机制。主要内容如下:
　　(1)基于Firpic制备的蓝光PhOLED最大亮度达到了3036cd/m2，随着Firpic掺杂比例的提高器件的发光强度变强，且电流密度增大，说明磷光材料具有一定的导电性，器件在磷光掺杂有机电致发光材料中，发光主要来源于载流子的直接复合。利用TPBi作为主体材料蓝光器件性能明显由于TCTA作为主体的器件。第二节中通过溶液法制备了基于红、绿两种种颜色的PhOLED，研究了不同颜色材料的发光性能，基于绿光材料Ir(ppy)3制备的器件获得了最大亮度为27580cd/m2的最大亮度，最大发光效率达到了33.3cd/A，而基于Ir(piq)3的红光器件达到了5721cd/m2。
　　(2)基于Ir(ppy)3与Ir(piq)3共掺杂制备了一组橙黄色的PhOLED器件，通过改变掺杂材料的掺杂比例，使其色坐标从纯绿色(0.31，0.62)移动到(0.59，0.33)。在基于Firpic与Ir(ppy)3制备的器件中，保持TPBi∶Ir(ppy)3的掺杂比例为100∶5，随Firpic掺杂浓度提高TPBi的发光峰减弱且并未出现Firpic发光峰，同时器件的效率降低，通过瞬态电致发光测试证明Firpic与Ir(ppy)3之间存在着能量传递，且受限电荷对器件的电致发光有非常大的影响。
　　(3)通过光致瞬态发光与电致瞬态发光研究了双掺杂体系PhOLED中的发光机理，在Ir(ppy)3与Ir(piq)3共掺杂体系PhOLED中，在一定掺杂浓度下，两种材料发光相对独立，在电致发光器件中，随着电压改变，器件的电致发光光谱并未发生改变，这说明双掺杂体系磷光有机发光器件的效率衰退主要是因为深能级材料的陷阱效应，通过瞬态电致发光测试发现Ir(piq)3直接影响器件内的陷阱密度。将聚合物材料PTB7作为掺杂陷阱掺杂入器件中，随着PTB7掺杂浓度的提高，器件的发光性能骤降。在磷光有机双掺杂体系电致发光器件中，深能级陷阱的存在的确会俘获大量载流子，使载流子聚集，增加了三线态激子与载流子相互作用几率，这是导致磷光有机双掺杂体系电致发光器件效率衰退的主要原因。

目录

声明

致谢

摘要

序言

1 引言

1．1 有机电致发光器件发展进程

1．2溶液法制备磷光有机电致发光器件研究进展

1．3本论文研究内容及研究意义

2有机电致发光器件的制备、表征与发光机理

2．1 有机电致发光器件的结构

2．1．1 非掺杂发光结构与主客体掺杂结构

2．1．2单层发光结构

2．1．3 多层有机电致发光器件

2．2有机电致发光器件常用材料

2．2．1 电极材料

2．2．2功能层材料

2．2．3发光层材料

2．3有机电致发光器件的制备过程

2．3．1 ITO玻璃基片清洗

2．3．2旋涂法与蒸镀法制备薄膜

2．3．3器件的封装

2．4有机电致发光器件的性能表征

2．4．1 有机发光材料薄膜的光致光谱与光致发光寿命表征

2．4．2有机电致发光器件的J-V-L、电致发光光谱与色坐标

2．4．3瞬态电致发光系统

2．5有机电致发光器件的发光机理

2．5．1 有机电致发光器件的工作原理

2．5．2有机电致发光器件中的载流子行为

2．5．3 有机电致发光器件中的激子的动力学过程

3溶液法制备有机电致发光器件及其性能

3．1 不同掺杂浓度对磷光有机电致发光器件性能的影响

3．2红、绿磷光材料有机电致发光器件

3．2．1 基于Ir(ppy)3制备主客掺杂体系磷光有机电致发光器件

3．2．2红光磷光有机电致发光器件

3．3 溶液法制备双掺杂磷光有机电致发光器件的性能

3．3．1 基于Ir(ppy)3和Ir(piq)3制备的磷光有机双掺杂体系电致发光器件

3．3．2基于Ir(ppy)3和Firpic备的磷光有机双掺杂体系电致发光器件实验

3．4本章小结

4深陷阱对双掺杂磷光有机电致发光器件的效率衰退的影响

4．1 利用光致瞬态研究掺杂材料间的能量传递

4．1．1 实验

4．1．2结果与分析

4．2基于Ir(ppy)3和Ir(piq)3备的磷光有机双掺杂体系电致发光器件中的效率衰退

4．2．1 实验

4．2．2结果与分析

4．3 利用PTB7研究深能级材料对器件效率衰退的影响

4．4本章小结

5结论

参考文献

作者简历及攻读硕士学位期间取得的研究成果

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