论文部分内容阅读
有机半导体的载流子迁移率远低于无机半导体,这极大地制约了有机半导体器件的发展。在有机半导体器件中,有机电致发光器件(OLED)在信息显示和固态照明等领域的广泛应用前景使其成为近年来科学研究和产品开发的热点。对于OLED而言,提高载流子迁移率可以提高器件的亮度和效率,同时,对器件的稳定性还有积极的影响。因而,研究如何提高OLED中有机层的迁移率具有重要的研究意义和实用价值。本论文围绕载流子输运层对有机电致发光器件性能的影响进行了系列研究,应用无机半导体中常用的半导体掺杂的办法实现了典型有机半导体材料的P型掺杂,在提高现有载流子输运层的迁移率及实现新型发光材料与载流子输运层的匹配方面取得了一些成果。首先,利用C60衍生物PCBM掺杂入常用空穴传输层PVK,实现了P型掺杂,提高了其空穴迁移率。将这种P型掺杂的薄膜应用到有机电致发光器件中,讨论了PCBM掺杂在不同体系中对发光亮度、效率、器件的稳定性及电致发光光谱的影响。并详细地分析了其中所涉及的物理机制。还发现了对这种薄膜进行低于PVK玻璃化温度的热退火,可以进一步提高相应器件的性能。其次,研究了在PVK中掺杂另一种C60衍生物ICBA得到的P型掺杂,将这种P型掺杂的薄膜应用到有机电致发光器件中,讨论了其对发光亮度、效率及电致发光光谱的影响,并详细地分析了其中所涉及的物理机制。比较了两种不同掺杂材料对有机电致发光器件性能影响的异同。无论是PCBM掺杂还是ICBA掺杂,相对于PVK它们都具有电子受体的作用,因此实现了PVK的P型掺杂,提高了其空穴迁移率。这种电子受体的作用和它们的LUMO能级直接相关。PCBM较ICBA具有更低的LUMO,因此PVK与PCBM之间电荷转移驱动力就大于PVK与ICBA之间的电荷转移驱动力,因此PCBM的掺杂效果优于ICBA的掺杂效果。对于新型发光材料OLED性能的优劣和器件结构密切相关。合理的器件结构可以使发光材料充分发挥其优势,实现良好的OLED性能,包括材料成膜质量的提高、发光淬灭的减少、激基复合物的抑制、能级的匹配、传输特性的改善等。本论文针对两种新型材料的不同问题,通过选用合适的载流子传输层,分别获得了良好的电致发光特性,并分析了其中涉及到相应机制：(1)针对新型稀土配合物发光材料Eu(TTA)(2NH2-Phen)3,选择了合适的载流子输运层和阻挡层,避免了三重态的自淬灭,改善了其成膜性。同时使得载流子平衡注入,改善了器件的性能。(2)针对新型蓝光材料TPhNI,发现了其在双层器件中除本征蓝光发射外新的发光峰,证实了这种发光为新型发光材料与常用空穴传输材料之间的激基复合物发光,并通过采用不同的办法抑制了激基复合物的发光,最终实现了新型发光材料与其自身光致发光特性相符的蓝光发射。