论文部分内容阅读
有机发光二极管(OLEDs)以其超薄、重量轻、视角宽、响应快、能耗低、可柔性、可大面积等优点被认为是21世纪最具有应用前景的显示和照明技术。相对于传统照明和显示技术,白光OLEDs不仅更节能环保,也给人类带来更美好的生活体验。白光OLEDs综合性能的提高直接影响其商业化进程,与人类的日常生活息息相关。目前,如何获得同时具有高效率、高显色指数、低效率滚降、长寿命、低成本等特点的综合性能优异的白光OLEDs已经成为全球各科研机构及工业界的研究焦点。获得高效率白光器件的关键是实现100%的激子利用率,经典的方法包括荧/磷共混和全磷光结构。近来,激基复合物由于能通过反系间窜越过程将三线态激子转化成单线态激子发光实现100%内量子效率,其研究受到了广泛关注,用激基复合物制备出综合性能好的白光OLEDs也成为重要研究方向。 本论文结合激基复合物的特点,通过有效的器件结构设计和合理的材料选择,制备出了结构简单、高效率、高显色指数、低效率滚降的白光OLEDs,为高性能白光OLEDs的设计提供了新的思路。通过对发光机制、发光层中的激子浓度分布和高亮度下效率衰减机理的系统研究,对器件的高性能给出了明确的解释。本文首先制备了以激基复合物为主体的高性能蓝色磷光OLEDs,在此基础上,制备了互补色和三基色磷光白光OLEDs,具体内容如下: 1.以三线态能级较高的mCP∶ B3PYMPM激基复合物为主体,以蓝色磷光材料FIrpic为客体,制备出了高效率蓝色磷光OLEDs。该器件启亮电压为2.4 V,最大电流效率、功率效率、外量子效率分别为40.1 cd/A,47.1 lm/W和16.8%。 2、以超薄橙色磷光材料PO-01为探测层,将其置于发光层中不同位置处,通过比较不同位置处橙光相对于蓝光的发光强度得到了发光层中激子浓度分布。选择激子浓度相对较强的位置插入一层超薄层PO-01,通过优化FIrpic的掺杂浓度和PO-01的厚度,制备出了结构简单的互补色白光OLEDs。该器件启亮电压为2.4 V,最大电流效率、功率效率、外量子效率达到64.5 cd/A,75.3 lm/W和20.0%,在1000 cd/m2亮度时,电流效率、功率效率、外量子效率仍有62.8 cd/A,63.1 lm/W和19.5%,表现出高效率和低效率滚降。机理研究表明,其效率提高是由于激基复合物主体的使用以及有效的激子限制结构和拓宽的激子复合区的综合作用,使激子的利用率得到了显著提高。 3、在以mCP∶ B3PYMPM激基复合物为主体的蓝色磷光OLEDs中引入红光Ir(MDQ)2(acac)和绿光Ir(ppy)2(acac)超薄层,制备出了结构简单、高效率、低效率滚降、高显色指数的R-G-B型三基色磷光白光OLEDs。器件的最大电流效率、功率效率和外量子效率达到35.7 cd/A,40.8 lm/W和14.9%,在1000 cd/m2亮度时,电流效率、功率效率和外量子效率仍有35.4 cd/A,37.3 lm/W和13.9%,显色指数达到80。我们还将红光Ir(MDQ)2(acac)和绿光Ir(ppy)2(acac)两层超薄层合并为一层获得了RG-B型三基色磷光白光OLEDs。该器件最大电流效率、功率效率和外量子效率达到36.6 cd/A,40.1 lm/W和15.1%,在1000 cd/m2亮度时,电流效率、功率效率和外量子效率仍有36.2 cd/A,36.5 lm/W和14.8%,表现出较高的效率和较低的效率滚降,其显色指数也达到了80。