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在能源日益紧张和环境日益恶化的今天,寻找节能、环保的绿色光源一直是科学界和产业界共同的奋斗目标。白光有机发光二极管相对传统光源白炽灯和荧光灯来说,可以实现更高的效率且对环境的危害也很小,更为重要的是,白光有机发光二极管具有轻便、易加工、面发射以及可制备在柔性基底上等优点,因而被认为是最有潜力的下一代照明光源。 白光有机发光二极管经历了二十多年的发展,在性能上已经得到显著的提高,但其效率、光谱稳定性、显色指数和寿命等重要参数仍需要不断的提高和改善,白光器件的工作机制以及影响器件效率、光谱稳定性和寿命的因素还需要深入研究和探讨。本论文正是基于以上的考虑,深入剖析器件的工作机制,揭示制约器件性能的内在原因,通过优化设计器件结构,最终制备出了高性能白光有机发光二极管。本论文的具体研究内容如下: 1.通过对多源掺杂单发光层白光有机发光二极管的工作机制研究发现,影响其光谱稳定性的主要原因在于载流子直接在橙光掺杂剂上的俘获和复合。本论文提出利用分立的双发光层的器件结构,通过限制复合区在蓝光发光层内解决了此问题。这种双发光层结构器件不仅实现了高效率,其光谱稳定性也得到了显著的改善,对进一步优化器件结构和性能具有重要指导意义。 2.研究出了一种有效的n掺杂电子传输材料体系,降低了器件的工作电压,成功地解决了有机发光器件在高亮度下效率降低的问题。制备的互补色白光有机发光二极管在1000cd/m2下功率效率达到了46lm/W,三基色器件效率达到了37lm/W,其显色指数为80,并对n掺杂的作用机理进行了研究。 3.提出了用超薄非掺杂磷光发光层代替常见的厚的掺杂发光层的方法,实现了更高效率的有机发光二极管,制备的基于非掺杂橙色磷光染料(fbi)2Ir(acac)、绿色磷光染料(ppy)2Ir(acac)和蓝色磷光染料FIrpic超薄发光层的有机发光二极管的外量子效率分别达到了19%、21%和17%的效率。以此为基础制备的四色白光有机发光二极管在1000cd/m2亮度下功率效率超过291m/W,显色指数CRI达到89,简化了器件结构。 4.设计了PEDOT:PSS/MoO3复合空穴注入层,不但提高了空穴注入效率,也有效改善了PEDOT:PSS与有机半导体界面的稳定性。基于此复合空穴注入层制备的互补色白光有机发光二极管,在1000cd/m2亮度下功率效率达到431m/w,其稳定性也得到了显著的改善。