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提高OLED中载流子注入和传输效率及器件性能的研究

提高OLED中载流子注入和传输效率及器件性能的研究

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作者：董木森天津理工大学

学位级别：硕士

近年来,有机电致发光器件(OLED)显示和照明作为一项新型的技术,以其自发光、色域广、光色柔和、视角广(>175°)、响应时间快(<1μs)、面板薄(<1 mm)、驱动电压低(30 V)、高效环保,可制作大尺寸与可绕性面板以及实现双面和透明显示等优点... 详细信息

近年来,有机电致发光器件(OLED)显示和照明作为一项新型的技术,以其自发光、色域广、光色柔和、视角广(>175°)、响应时间快(传输效率及器件性能方面进行了一系列的研究,并获得了相应的成果,主要研究结果有以下三方面: 1.通过增强空穴的注入和传输效率来提高OLED器件性能的研究。利用一种强电子受体材料F4-TCNQ分别作为阳极缓冲层和p型掺杂剂来提高OLED器件中空穴的注入和传输效率,进而改善OLED器件的电致发光性能,制备出最优化F4-TCNQ缓冲层厚度的Alq3基OLED器件,可呈现出更低的启亮电压为2.6 V,亮度在13 V时达到39820 cd/m,电流效率在6 V时达到最高为5.96 cd/A,相对于最优化p型掺杂器件(7 V下3.11 cd/A)和传统器件(10 V下2.74 cd/A)分别提高了1.9倍和2.2倍,这些结果证明通过在阳极ITO和空穴传输层β-NpB之间插入一薄层F4-TCNQ作为阳极缓冲层可以显著改善OLED器件的光电性能且能够简化制备工艺,同时对其物理机制做了进一步分析。 2.通过增强电子的注入和传输效率来提高OLED器件性能的研究。利用两种Cs基衍生物CsCO和CHCOOCs作为n型掺杂剂分别掺入到一种新型的电子传输材料NBphen中作为n型电子传输层,通过优化掺杂比例,制备出高电子注入和传输性能、高亮度和高效率的掺杂结构CBp: NBDAVBi蓝光OLED器件,优化后基于CsCO和CHCOOCs的n型掺杂器件在14 V时,电流密度分别达到551.80 mA/cm和527.88 mA/cm,亮度分别达到39750 cd/m和39820 cd/m,电流效率在亮度为10000 cd/m时分别达到14.60 cd/A和14.50 cd/A,相对于传统结构的器件性能(312.39 mA/cm, 25190 cd/m和9.45 cd/A)均有显著提高。分析证明了OLED器件中n型电子传输层NBphen: Cs-derivatives的引入不仅可以有效降低电子注入势垒,而且可以明显地提高n型电子传输层的电荷传导性,最终OLED器件呈现出更高的效率。同时,证明了可以利用较低热蒸镀温度的CHCOOCs作为常用n型掺杂剂CsCO的替换材料。 3.通过同时增强OLED中空穴和电子的注入和传输效率来提高器件性能的研究。利用制备工艺简单的一薄层F4-TCNQ作为阳极缓冲层和热蒸镀温度较低的CHCOOCs作为n型掺杂剂来提高空穴和电子注入和传输的数目并调节其平衡,同时结合一种新型非掺杂单发光层的蓝色荧光材料TC-1759制备出结构简单且性能优良的蓝光OLED器件,该蓝光OLED器件呈现出更低的启亮电压为2.2 V,在驱动电压为10 V时亮度为16351 cd/m,最大电流效率为10.42 cd/A,相对于传统结构OLED器件的4.75 cd/A,提高了2.2倍,并对相应的物理机制做了进一步分析。说明TC-1759作为单发光层可获得高效的蓝光且可利用它作为色彩转换层的激发光源,其有望达到商业应用的要求。

关键词：有机电致发光器件阳极缓冲层 p型空穴传输层 n型电子传输层载流子平衡

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