双发光层结构蓝色磷光有机电致发光器件及其发光机制的研究

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获得性能良好的蓝色磷光器件是实现有机电致发光器件实用化的必备条件。而由于蓝光激子的三线态能级较高,使得蓝色磷光有机电致发光器件通常需要宽带隙、高三线态能级的母体。这就容易在发光层和载流子传输层之间形成较大的势垒,导致载流子堆积,器件性能变差。本文选用三线态能级为3.18 e V的材料UGH2作为蓝色磷光材料FIrpic的母体,通过双发光层的结构改善有机电致发光器件的性能,并对其中的发光机制进行了研究。具体工作如下:1、利用m CP和UGH2分别为母体制备了双发光层的有机电致发光器件。首先,通过实验得到UGH2中FIrpic的最佳掺杂浓度是20%,其中的主导发光机制是载流子俘获直接形成激子发光。然后,制备了结构为ITO/m-MTDATA:Mo Ox(15 wt%,10 nm)/m-MTDATA(30 nm)/TAPC(10 nm)/m CP:FIrpic(10wt%,10 nm)/UGH2:FIrpic(20 wt%,10 nm)/Bphen(40 nm)/Li F(1 nm)/Al的双发光层器件,利用双发光层结构改善空穴在向UGH2中注入时的堆积进而减轻激子的淬灭效应,同时将形成的激子多次利用,最终提高了器件性能。另外,还设计实验探索了双发光层结构的器件中发光层不同位置的激子浓度大小,结果显示在两个发光层界面处激子浓度最高。得到的双发光层器件最大电流效率、功率效率和外量子效率分别为21.13 cd/A和14.97 lm/W、10.56%。相对于以m CP和UGH2为母体的单发光层器件,分别将器件的电流效率提高了46.03%和20.96%。2、利用TAPC和UGH2分别为母体制备了双发光层的有机电致发光器件。器件结构为ITO/m-MTDATA:Mo Ox(15 wt%,10 nm)/m-MTDATA(30 nm)/TAPC(10 nm)/TAPC:FIrpic(10 wt%,10 nm)/UGH2:FIrpic(20 wt%,10 nm)/Bphen(40 nm)/Li F(1 nm)/Al。该器件的空穴传输层和一个发光层的母体相同,结构更为简单。将器件中以TAPC为母体的发光层中FIrpic的掺杂浓度从10%提高到20%,器件的最大效率变化不大,都和以UGH2为母体的单发光层器件相差不多,我们认为这是由于TAPC过高的空穴迁移率导致的。此外,还通过单电子器件,验证了掺杂浓度为20%以TAPC为母体的发光层中的主导发光机制是载流子直接俘获。
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