基于苝的有机电致发光器件的制备与研究

作     者：梁楠 

作者单位：兰州理工大学 

学位级别：硕士

导师姓名：吴有智

授予年度：2021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：有机电致发光器件 非掺杂 苝 红荧烯 F?rster能量传递 

摘      要：有机电致发光器件(Organic light-emitting diode,OLED)凭借其独特的自发光、低耗高效、色彩饱和度高等特点成为现如今最具发展潜力的显示与照明技术。尤其白色有机电致发光器件一直都是热门研究课题,高性能的成果不断得到突破。本文以传统蓝色荧光材料苝(perylene)作为蓝光发射体,基于薄层非掺杂的结构设计,制备了高效稳定的非掺杂蓝光和白光器件。本文在蓝光OLED的研究中,首先制备了基于perylene的两种不同发光层结构的蓝光器件,发光层分别是厚度为0.3 nm的非掺杂perylene超薄层置于通用双极性主体材料CBP(4,4’-N,N’-dicarbazole-biphyenyl)两侧,以及perylene掺杂在主体材料CBP中构成掺杂体系(CBP:1.0 wt%perylene),结果表明超薄插入的方法不仅可以简化制备工艺,还使得器件性能得到提高。接着将超薄非掺杂蓝光器件中perylene的厚度优化至2 nm,得到最大亮度和最大外量子效率分别为16200 cd/m和3.0%(3.72 cd/A),对应CIE(Commission Internationale de l’Eclairage)色坐标约为(0.14,0.15)。最后结合制备的单载流子器件对器件性能和发光机制进行分析,证明了器件在电致发光过程中,虽然CBP与perylene之间可能存在F?rster能量传递过程,但是限制载流子诱导直接形成激子机制占主导地位。基于以上研究结果,在蓝光器件的主体材料CBP中插入厚度为0.2 nm的橙色荧光材料红荧烯(rubrene)超薄层,制备了非掺杂白色有机电致发光器件。实验中,当rubrene位于CBP中间,与阴极侧perylene距离为10 nm时,获得最高电流效率为6.6 cd/A(外量子效率为2.6%),最高亮度为18480 cd/m。这种结构实现了perylene发射的蓝光与rubrene发射的橙光的最佳比例。并且在研究过程中发现其中一种器件在200 m A/cm的电流密度下,CIE色坐标可达理想白光平衡点(0.33,0.33),对此器件的色度随电压变化的行为进行了研究,结果表明,此现象是由于随着电压的增大,rubrene激子的场诱导淬灭效应增强。