新型掺杂结构白光有机电致发光器件制备及其性质研究

来源 :吉林大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:jackwang02
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本论文设计并成功制备了两种掺杂结构白光器件,分别通过界面两侧双掺杂层和发光层采取梯度浓度掺杂的结构,改善白光器件的色度稳定性及显色指数,提高器件的整体性能。两种白光器件的结构分别为:(I)ITO/NPB/NPB:dopant/Bepp2:dopant/Bepp2/LiF/Al,其中dopant=Rubrene、DCJTB,(II) ITO/NPB/Bepp2:DCM(x%)/Bepp2:DCM (y%)/LiF/Al。以上两种器件均是利用蓝光主体材料与红/橙光掺杂客体之间的不完全能量转移(F rster能量转移机理),使主/客体材料按照一定比例同时发射,复合形成白光。器件I分别考察了DCJTB和Rubrene两种客体材料。当使用DCJTB为客体材料,双掺杂层浓度均为0.1wt%时,器件的最大亮度为19670cd m2,最大电流效率和流明效率分别为4.29cd A1和4.21lm W1,色坐标稳定的保持在(0.33,0.31)附近。另外,引入TCTA对该器件性能进行了优化,最大亮度可以达到23910cd m2,最大电流效率为5.97cd A1,最大流明效率为4.49lm W1,CIE坐标接近白光等能点达到(0.327±0.006,0.340±0.007),无论从亮度、色坐标、光谱稳定性上看均是一个较理想的白光器件。该器件的特点是充分认识到由于NPB同Bepp2具有相当的载流子传输能力,造成两者界面两侧均有载流子的复合并产生激子,并通过双掺杂的结构充分利用以上激发态能量,从而实现高效且稳定的白光发射。改用Rubrene为发光客体,采用同样的双掺杂层结构,却没有得到如DCJTB作为客体材料时色度稳定的白光发射。通过对比DCJTB和Rubrene分别与Bepp2掺杂膜的PL谱,发现后者同Bepp2间的能量转移没有同前者间的充分,这导致了高驱动电压下由Rubrene产生的长波长发射的不足,从而引起白光品质的下降。器件II采用橙红光染料DCM作为客体材料,发光层中掺杂浓度为x=0.2wt%、y=0.5wt%时,器件达到最佳性能,从10cd m2到10000cd m2的亮度范围内,得到了稳定的色坐标(0.334±0.002,0.337±0.007),非常接近白光等能点(0.33,0.33);器件最大亮度为14000cd m2以上,最大电流效率和流明效率分别可达14.0±0.35cd A1和9.2±0.25lm W1,最大外量子效率为5.6±0.15%。所获得白光具有较高的显色指数(CRI,79-81),及较为合适的色温值(5400-5600K)。该器件的最大特点在于通过在发光层的不同区域采用不同掺杂浓度的手段,来应对不同驱动电压下激子复合区域的移动或宽化以及主客体材料的不同程度激发的问题,从而实现整个驱动电压范围内较为恒定的白光发射。
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