铱配合物有机发光二极管的设计及优化

作     者：姜云龙 

作者单位：吉林大学 

学位级别：硕士

导师姓名：冯毅

授予年度：2017年

学科分类：08[工学] 0803[工学-光学工程] 

主      题：电致发光 器件结构 复合区间 载流子分布 有机发光二极管 

摘      要：有机发光二极管(Organic Light-Emitting Diodes,OLEDs)因其在平板显示和固态照明领域有着广阔的应用前景,引起了科研人员的广泛关注。根据发光原理及过程的不同,有机发光材料可以分为磷光材料和荧光材料两类。其中磷光材料由于可以充分利用单重态和三重态激子的能量,理论上能够达到100%的内量子效率,因此被众多的研究者所关注。在本论文中,我们主要对器件的制备工艺和设计思路进行了研究,利用铱配合物磷光材料(蓝色磷光材料FCNIrpic和红色磷光材料Ir(piq)3)分别设计并制备了高效的单/双发光层器件。首先我们选择蓝色磷光材料,铱配合物FCNIrpic作为发光材料,采用双极性材料CzSi作为主体材料,进而优化器件结构,在器件的空穴传输层和发光层之间加入一层阶梯层,制备出高效的单发光层蓝色磷光器件。通过对比铱配合物FCNIrpic其它已报到的不同结构蓝色磷光器件,重点分析他们的发光性能和发射光谱,我们深入探究了不同器件结构下载流子传递和分布过程。实验结果表明在空穴传输层和发光层之间引入一层阶梯层能够促进空穴的注入和传输,从而提高器件性能,同时有助于提高器件色纯度。随后,我们采用铱配合物Ir(piq)3作为红色磷光材料,以空穴型材料TcTa和双极性材料26DCzPPy作为主体材料,制备出高效的单/双发光层红色磷光器件。此外,为了进一步优化器件结构,我们引入另一种能级(HOMO/LUMO)较低的铱配合物FIrpic来敏化红色磷光材料Ir(piq)3,同样制备出一系列单/双发光层红光器件。实验结果表明:在发光层中引入敏化剂FIrpic不仅能够提高器件性能,还能延缓器件效率的衰减。之后,我们围绕发光层中载流子的分布情况,系统地研究了敏化剂FIrpic分子在电子主导发光层中的作用,并分析了其对提高器件性能和减缓器件性能衰减的机理与过程。最终发现敏化剂FIrpic分子在红色磷光器件中起到了电子俘获中心的作用,能够拓宽复合区间并平衡载流子的分布,从而提高器件性能,延缓器件效率的衰减。