论文部分内容阅读
有机电致磷光器件(PhOLED:Phosphorescent Organic Light Emitting Device)由于其较高的效率一直是OLED研究的重点,其器件的结构改进和内部作用机理为两个主要的研究方面。经过十几年的发展,虽然PhOLED的各项性能已经接近实用化的标准,但其日益复杂的结构却给工业化生产带来了额外的困难。在本论文中,我们对传统PhOLED的结构进行了简化,并通过改变客体磷光材料的掺杂浓度和各发光层的厚度,对OLED内部的发光机理进行了初步研究。我们选用面式-三(2-苯基吡啶基-N,C,2’)铱(Ⅲ)(Ir(ppy)3)作为实验的磷光发光材料,通过制备单载流子器件,发现其有直接俘获空穴／电子的能力。针对Ir(ppy)3的这一特性,又设计了具有新结构的器件A,从而使基于Ir(ppy)3的载流子直接复合发光机制可以在器件中起主导作用,器件A的结构为：ITO/MoO3(3nm)/CBP:x wt%Ir(ppy)3(30nm)/TAZ (50nm)/LiF (1nm)/Al (100nm), x=8,15,20,25,30。为了与传统的以能量传递为主要发光机制的PhOLED进行比较,我们还制备了器件R,结构为：ITO/NPB (30nm)/CBP:8wt%Ir(ppy)3(30nm)/BCP (10nm)/Bphen (40nm)/LiF (1nm)/Al (100nm)。实验发现,随着Ir(ppy)3掺杂浓度的增大,器件A的电流效率及亮度反而会有明显地提高,当掺杂浓度为25%时,器件有最高电流效率46.8cd/A,与器件R(28.6cd/A)相比,提高了约64%。以上现象说明器件A的发光机制不同于器件R的发光机制：当器件A中Ir(ppy)3的掺杂浓度较大时,其主要的发光机制应该为载流子直接复合发光机制；而器件R中Ir(ppy)3的掺杂浓度较小,其发光机制为能量传递机制。基于以上实验,我们又设计了高浓度掺杂Ir(ppy)3的双发光层PhOLED,可以在发光层中同时实现载流子直接复合发光机制和能量传递机制,通过优化掺杂浓度及两个发光层的厚度,得到了最优的器件结构：ITO/MoO3(3nm)/CBP:20wt%Ir(ppy)3(20nm)/TPBi:8wt%Ir(ppy)3(10nm)/TAZ (50nm)/LiF (1nm)/Al (100nm),器件的最高电流效率为45.2cd/A,最高亮度达到了42742cd/m2。最后,我们对器件结构进一步地简化,制备了只有一层有机材料的PhOLED,其结构为ITO/TPBi:x wt%Ir(ppy)3(50nm)/LiF (1nm)/Al (100nm), x=10,20。当x=20时,最高电流效率可以达到24.7cd/A,最高亮度为25257cd/m2。