高性能绿色及白色有机发光二极管的制备

作     者：武瑞霞 

作者单位：长春理工大学 

学位级别：硕士

导师姓名：杨秀云

授予年度：2019年

学科分类：08[工学] 080501[工学-材料物理与化学] 0805[工学-材料科学与工程（可授工学、理学学位）] 0803[工学-光学工程] 

主      题：有机发光二极管 敏化剂 铱配合物 微量掺杂 发光区间 

摘      要：由于磷光材料可以利用单重态、三重态激子发光,理论内量子效率能达到100%,而受到广泛关注。过去十年里,磷光材料的研究倍受瞩目且已取得关键突破,但是对于器件设计及制备工艺的研究相对较少。本文重点研究新型绿色器件的设计思路和制备工艺,并基于红、绿、蓝三种磷光配合物制备出高效的白色磷光器件。制备基于绿光铱配合物Ir(mppy)高效绿色有机发光二极管,优化发光材料的掺杂浓度10 wt%,敏化剂的掺杂浓度为0.6 wt%以及电子传输层的厚度为75 nm时,最终获得综合性能最佳的器件。最优器件结构为:ITO/HAT-CN(6 nm)/HAT-CN(0.2wt%):TAPC(50 nm)/Ir(ppz)(0.6 wt%):Ir(mppy)(10 wt%):TcTa(10 nm)/Tm3PyP26PyB(75 nm)/LiF(1 nm)/Al(100 nm)。所得最佳绿光掺杂器件的具体性能参数为:启亮电压2.8 V、最大亮度121000 cd/m、最大外量子效率31.8%、最大电流效率111.0 cd/A、最大功率效率101.60 lm/W。制备基于绿光铱配合物Ir(mppy)、红光铱配合物(fbi)Ir(acac)和蓝光铱配合物FIrpic的白色有机发光二极管,通过优化红光材料的掺杂浓度及器件结构,最优白光器件结构如下:ITO/HAT-CN(6 nm)/HAT-CN(0.2 wt%):TAPC(50 nm)/(fbi)Ir(acac)(2wt%):Ir(mppy)(10 wt%):TcTa(7 nm)/(fbi)Ir(acac)(1.4 wt%):FIrpic(18 wt%):TcTa(3nm)/FIrpic(18 wt%):CzSi(8 nm)/Tm3PyP26PyB(60 nm)/LiF(1 nm)/Al(100 nm)。所得最佳器件的性能参数为:启亮电压2.6 V、最大亮度38150 cd/m、最大外量子效率16.8%、最大电流效率44.92 cd/A、最大功率效率42.85 lm/W、色坐标为(0.337,0.458)。研究结果表明:在绿色磷光器件中,敏化剂分子作为空穴束缚中心和能量传递阶梯促进了器件中的载流子平衡和能量传递,进而提高了器件的综合性能。白光器件中,在优化蓝色及绿色有机发光二极管中的发光材料掺杂浓度的基础上,选择能级匹配的主体材料有利于白光器件中的载流子传输,通过优化红光材料的掺杂浓度和器件结构可以调节不同光的发光比例获得白光。