载流子传输特性对基于铱化合物磷光有机电致发光器件的影响

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有机电致发光器件(Organic light-emitting device, OLED)具有低功耗、宽视角、低成本、响应快等优点,受到了研究人员的普遍关注。目前,有机电致发光器件已被应用于手机、数码相机等产品并开始进入照明领域。为使有机电致发光器件得到更为广泛的应用,其效率和寿命等关键性能还有待提高。本文针对基于黄色磷光材料(t-bt)2Ir(acac)的有机电致发光器件性能较差的问题,从器件结构的设计和优化方面进行了一系列如下的工作:(1)为提高器件的发光效率,首先,优化了(t-bt)2Ir(acac)在发光层中的掺杂浓度,制备了结构为ITO/NPB (50 nm)/CBP:(t-bt)2Ir(acac) (x wt %, 20 nm)/BCP (30 nm)/Mg:Ag (10:1, 200 nm)(x分别为5和8)的器件,通过比较器件的性能得到优化的(t-bt)2Ir(acac)的掺杂浓度。接着,针对上述器件中空穴和电子数量不平衡的问题,采用了NPB:CBP复合空穴传输层,制备了结构为ITO/NPB:CBP(x:y, 50 nm)/ CBP:(t-bt)2Ir(acac)(8 wt %, 20 nm)/BCP(30 nm)/Mg:Ag(10:1, 200 nm)(x:y分别为2:1, 1:1,1:2,1:3和1:4)的器件,通过调节NPB与CBP的质量比,得到了最优化的器件,使器件的发光效率得到提高,并结合器件的能级图分析和讨论了不同NPB:CBP掺杂体系的质量浓度比对器件发光特性的影响。(2)为提高器件在高亮度下的效率,采用了NPB和CBP为第一和第二发光层主体材料的双发光层,制备了结构为ITO/NPB (50 nm)/NPB:(t-bt)2Ir(acac) (x wt %, 10 nm)/CBP:(t-bt)2Ir(acac) (8 wt %, 20 nm)/Y (30 nm)/Mg:Ag (10:1, 200 nm)(x为8, 10和12、Y为BCP;x为10、Y为BPhen)的器件,通过调节(t-bt)2Ir(acac)掺杂浓度及采用不同的电子传输材料,得到经优化的器件,与采用CBP为发光层主体材料的单发光层器件相比,经优化器件在高亮度下的效率得到提高;详细分析了双发光层器件性能随(t-bt)2Ir(acac)的掺杂浓度及电子传输材料的变化而变化的现象,并分析和讨论了采用双发光层能够提高器件在高亮度下的效率的原因。(3)为确定双发光层器件中电子和空穴发生复合的位置,采用1nm的DCJTB为探针分别加入到第一发光层的中间、第二发光层的中间以及第一和第二发光层的界面处,通过比较器件中DCJTB的发光强度来确定电子和空穴发生复合的位置,得到双发光层器件中电子和空穴发生复合主要发生在第二发光层中。(4)为进一步提高器件在高亮度下的发光效率,将薄层的FIrpic插入到第一和第二发光层的界面处,制备了结构为ITO/NPB(50 nm)/NPB:(t-bt)2Ir(acac)(10 wt %, 10 nm)/FIrpic(x nm)/CBP:(t-bt)2Ir(acac)(8 wt %, 20 nm)/BCP(40 nm)/Mg:Ag(10:1, 200 nm)(x分别为0.5、1和1.5),获得了最优化的FIrpic厚度,器件在高亮度下的效率的得到进一步提高;从理论上分析了器件性能随FIrpic层厚度增加而变化的现象。
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