论文部分内容阅读
溶液加工型OLEDs具有容易大面积加工、制程简单等低成本制备优势，受到工业界的广泛关注。而制约溶液加工型OLEDs工业化的瓶颈是发光器件的性能及其寿命目前不能达到工业化的标准。溶液加工型聚合物OLEDs通常工作电压高，发光效率较低。溶液加工型小分子主体或树枝状分子主体的磷光OLEDs后来居上，器件性能突飞猛进。2012年以来，激基复合物做主体的OLED的发展最受人们关注。激基复合物具有单/三线态能级差很小、三线态激子很容易通过反向系间窜跃(RISC)回到单线态、激子利用率达到100％的优势，并且载流子可以几乎无势垒的注入到发光层。采用激基复合物做主体的OLEDs一般都具有较低的启亮电压，较高的发光效率，器件性能优良。界面型激基复合物做主体时，除了具有较低启亮电压的优点外，因为激子绝大多数在发光层/电子传输层界面处几个纳米的薄层内产生并复合发光，发光区域狭窄，在低亮度时激子利用率高，器件拥有很高的发光效率;但是高亮度时复合区域激子浓度激增，产生严重的自淬灭和三线态-三线态湮灭现象，器件效率滚降严重。采用共混激基复合物做主体时，虽然扩大了激子复合区域，但很多情况下器件性能反而变差。另外，溶液加工型蓝光OLEDs的发光效率偏低，仍然是本领域亟待解决的关键问题。针对这些问题，本论文重点在基于激基复合物主体的溶液加工型OLEDs和可多层溶液加工的蓝光OLEDs方面开展了较系统的研究工作，主要研究进展如下: 首先，利用m-MTDATA和TmPyPB体系形成的界面激基复合物作为主体，制备了从黄光至橙红光的一系列溶液加工型PhOLEDs。实验证明，该体系具有一定的普适性，制备的器件性能优秀。采用波长为584nm的红光染料和利用该体系作为主体制备的溶液加工型器件的启亮电压仅为2.2V，亮度高达23000cd/m2，器件效率分别为23.7％、62.1cd/A、80.4lm/W。通过对不同掺杂浓度的器件性能以及光物理分析，揭示了界面激基复合物做主体时溶液加工型红光磷光OLEDs取得高效率的原因。 针对界面激基复合物做主体的OLEDs在高亮度时存在较严重的激子浓度淬灭问题，我们进一步开展了共混型激基复合物做主体的溶液加工型OLEDs研究。采用m-MTDATA:OXD-7共混体系作为主体制备了红光Ir(MDQ)2acac的溶液加工型发光器件，得到了非常优秀的器件性能:启亮电压2.4V，最大亮度26385cd/m2，最大外量子效率15.5％，最高功率效率36.9lm/W，该性能在目前报道的溶液加工型红光OLED中处于先进行列。当采用m-MTDATA∶TmPyPB共混体系作为主体制备溶液加工型OLED时，器件性能却较差，启亮电压高达4.4V，功率效率只有10.1lm/W，EQE则为9.4％。针对以上差别，我们分别从光物理、载流子注入及传输等方面进行了深入分析。结果发现，在两种体系的HOMO和LUMO能级差别很小的前提下，溶液加工工艺制备的薄膜的激子寿命、空穴和电子传输能力都有巨大的差距。结合界面能测试数据，我们推测激基复合物体系中组分相容性的好坏很大程度上决定着溶液加工时的成膜质量，从而影响溶液加工型OLED的发光性能。 最后，我们开展了多层溶液加工型蓝光OLED的研究工作。经典聚合物PVK做主体时，蓝光器件的发光效率可达29cd/A，但器件的电致发光光谱一直存在700nm的低能量红光峰。我们进一步选择了拥有更高三线态能级(3.36eV)和可醇类溶剂加工的小分子TSPOl做主体，通过掺杂蓝光染料Flrpic制备了多层溶液加工型蓝光OLED。由于PVK具有良好的成膜性和较高的三线态能级，在多层溶液加工器件中作为空穴传输层和激子阻挡层。通过上层溶剂对PVK薄膜的旋洗实验，证实了多次旋洗正丁醇溶剂对PVK的吸收强度没有影响，解决了多层溶液加工器件的层间互溶问题。制备的多层溶液加工型蓝光OLED器件的启亮电压最低为4.0V，最大亮度接近10000cd/m2，最大发光效率为37.2cd/A和23.7lm/W。这是目前报道的醇类溶剂作发光层溶剂时较高的蓝光Firpic器件性能。