基于新型激基复合物结构的互补颜色白光OLED的研究

作     者：李政泽 

作者单位：吉林大学 

学位级别：硕士

导师姓名：陈平

授予年度：2024年

学科分类：08[工学] 0803[工学-光学工程] 

主      题：有机电致发光器件 纯激基复合物 磷光 双发光层 低开启电压 

摘      要：有机电致发光器件（Organic Light-Emitting Diode,OLED）因其具有低功耗、宽视角、无需背光板等优点,在显示和照明领域占据着重要的地位。近年来,随着OLED技术的不断发展,热激活延迟荧光（Thermally activated delayed fluorescence,TADF）材料在OLED领域引起了广泛关注。TADF材料的核心优势在于它们能够有效地利用电子激发态中的三线态激子和单线态激子,从而显著提高OLED器件的发光效率。除了TADF材料外,由电子给体和电子受体构建的激基复合物体系同样具有TADF特性,能够实现100%的激子利用率,同时激基复合物还具有宽谱带的特性。所以不管是作为主体还是利用自身发光都有着广阔的应用前景。但目前基于激基复合物构建的白光OLED器件还存在着结构复杂,制备繁琐以及成本较高等问题,本论文利用红、蓝双色激基复合物制备了纯激基复合物的白光OLED器件以及基于激基复合物的磷光白光OLED器件。本论文具体工作如下: （1）提出了新的红光激基复合物由4,4 ,4 -Tris（N-3-methylphenyl-N-phenyl-amino）-triphenylamine（m-MTDATA）和2,4-diphenyl-6-[3 -（9,9 -spirobi[9H-fluoren]-3-yl）[1,1 -biphenyl]-3-yl]-1,3,5-Triazine（SFTRZ）分别作为激基复合物的给体和受体。由于激基复合物开启电压低、能量传递效率高、双极性载流子传输特性等优点,有较大潜力实现高性能白光OLED,但目前相关报道较少。基于此,使用红蓝双色激基复合物构建纯激基复合物白光OLED器件。选用9-（9,9 -Spirobifluoren-3-yl）-9 -phenyl-3,3 -bicarbazole（SF3BCz）和SFTRZ组成的蓝光激基复合物体系作为器件的蓝光层。通过分别探究两种激基复合物的光电性能,确定了红光激基复合物的最佳混合比例为2:1,电致发光器件的最大Current Efficiency（CE）、Power Efficiency（PE）、External Quantum Efficiency（EQE）分别为3.46 cd/A、2.17 lm/W、1.68%。蓝光激基复合物的最佳混合比例为1:1,电致发光器件的最大CE、PE、EQE分别为9.32 cd/A、8.37 lm/W、3.74%。并分别制备了二者的单载流子器件用于分析给受体的混合比例对载流子传输性能的影响。 （2）针对目前OLED制备较繁琐,成本较高等问题,实现了仅用三种有机功能材料便构建了结构简单的白光OLED器件。通过优化蓝光层和红光层的厚度最终制备的纯激基复合物白光OLED器件有着稳定的光谱和极低的开启电压2.50 V,最大CE、PE、EQE分别为8.91 cd/A、8.00 lm/W、3.82%。之后为了进一步地提升白光OLED器件的性能,我们选择引入红光磷光材料Bis（2-methyldibenzo[f,h]quinoxaline）(acetylacetonate)iridium（III）(Ir（MDQ）2（acac）),确定其最佳掺杂浓度为3%,制备出的杂化白光OLED器件的最大效率分别为18.26cd/A、15.97 lm/W、10.42%。为了提升蓝光的发射强度,添加间隔层SFTRZ,优化后的OLED器件仅采用了四种有机功能材料就实现了光谱稳定、开启电压为2.51 V、最大效率分别为18.17 cd/A、15.79 lm/W、9.85%的白光OLED器件。