大面積高效率疊層有機電致發(fā)光器件的研究.pdf

1、有機電致發(fā)光器件（OLED）經(jīng)歷了近三十年的研究和發(fā)展，在信息顯示領(lǐng)域及照明領(lǐng)域已步入實用化的進(jìn)程。OLED具有高效率、面發(fā)光、健康光源以及可制備柔性器件等優(yōu)點。目前，OLED仍然是有機電子學(xué)領(lǐng)域的研究熱點，無論是器件開發(fā)還是新材料合成都吸引著眾多的研究力量。本論文在器件結(jié)構(gòu)方面，進(jìn)行了新型疊層OLED的內(nèi)部連接層材料、內(nèi)部連接層結(jié)構(gòu)及工作機理、設(shè)計合成了雙極性的磷光主體材料、低驅(qū)動電壓倒置OLED器件等方面的研究。在產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用方面，我

2、們自主設(shè)計了大面積有機薄膜蒸鍍設(shè)備，在器件結(jié)構(gòu)的研究基礎(chǔ)上，成功制備出國內(nèi)最大面積、高效率的白光OLED照明面板以及柔性O(shè)LED面板，這對未來我國OLED照明產(chǎn)業(yè)化的發(fā)展積累了豐富經(jīng)驗。以下是對各章節(jié)主要內(nèi)容的簡介：
　?。?）第一章和第二章：介紹 OLED在照明領(lǐng)域的應(yīng)用、技術(shù)特點、產(chǎn)業(yè)化發(fā)展現(xiàn)狀以及亟待解決的問題。概述 OLED器件的典型結(jié)構(gòu)，重點分析了疊層OLED器件的工作原理以及內(nèi)部連接層電荷產(chǎn)生、傳輸和注入過程。

3、　?。?）第三章：LiH具有較低熔點，易于與有機材料共蒸，并且分解不產(chǎn)生污染物。利用LiH作為n-型摻雜劑，設(shè)計出Alq3: LiH/HAT-CN作為疊層OLED器件中的內(nèi)部連接層，并成功制備出疊層OLED器件，其發(fā)光效率相對于單層器件成倍數(shù)增長。我們研究證明了疊層OLED的內(nèi)部連接層中沒有明顯的壓降，這有利于降低器件的功率損耗。壽命測試發(fā)現(xiàn)，具有兩個和三個發(fā)光單元的疊層OLED器件對應(yīng)的T75％壽命分別為單層器件的3.8倍和7.4倍。

4、進(jìn)一步通過UPS和XPS研究了Alq3摻雜LiH的電荷載流子注入情況和能級變化。
　?。?）第四章：設(shè)計了全新的內(nèi)部連接層結(jié)構(gòu)Bphen:Li/Al/F4-TCNQ/HAT-CN，并應(yīng)用于疊層 OLED器件中。F4-TCNQ/HAT-CN在內(nèi)部連接層中可形成梯度勢壘，能夠有效降低注入勢壘。同時，使用新型主體材料 SSTF制備出高效率的疊層白光OLED器件，最大電流效率和為功率效率分別達(dá)到70.5 cd/A和64.8 lm/W。另外

5、，我們利用上述疊層器件制備出了大面積白光OLED照明面板，最大電流效率為231.8 cd/A，最大功率效率為52.9 lm/W。該F4-TCNQ/HAT-CN結(jié)構(gòu)在內(nèi)部連接層中的合理設(shè)計，使得疊層白光OLED具有很好的器件性能，特別是在大面積白光OLED照明面板上的應(yīng)用方面具有極大潛力。
　?。?）第五章：通過在三苯胺螺芴基團(tuán)的芴環(huán)上引入缺電子的膦氧基團(tuán)，設(shè)計合成出以三苯胺為空穴傳輸單元、膦氧為電子傳輸單元的雙極主體材料POSTF

6、，其較高的三線態(tài)非常有利于器件性能的提高。制備出的以POSTF為主體的藍(lán)色磷光器件的外部量子效率（EQE）超過25%。由于螺芴雙極性特點和化學(xué)穩(wěn)定性，我們用POSTF作為主體材料制備了大面積白光OLED照明面板（150 mm×150 mm），功率效率可達(dá)75.9 lm/W。
　　（5）第六章：研究了HAT-CN/Al/Bphen:Li作為電子注入層的倒置OLED器件，成功制備出具有極低驅(qū)動電壓的綠色磷光倒置OLED器件，10000

7、 cd/m2下的驅(qū)動電壓僅為4.5V，這也是目前所報道的綠色磷光倒置OLED器件中的最低驅(qū)動電壓。基于相同倒置結(jié)構(gòu)，我們也成功制備了發(fā)光面積為120×120 mm2的大面積OLED柔性面板。進(jìn)一步對電子注入層結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化，設(shè)計了以F4-TCNQ/MoO3/Bphen: Li為電子注入層的綠色磷光倒置OLED器件，最大功率效率達(dá)到84.9 lm/W。同時對常規(guī)OLED和倒置OLED器件的穩(wěn)定性進(jìn)行了研究，證明了倒置OLED器件結(jié)構(gòu)能夠顯著

8、地提高器件的穩(wěn)定性。
　?。?）第六章：我們自主設(shè)計開發(fā)了大面積真空薄膜沉積設(shè)備，突破了線性蒸發(fā)源等核心技術(shù)，線源的均勻性可達(dá)到3%左右，最大可實現(xiàn)300×300 mm2的面板制備，滿足產(chǎn)業(yè)化大面積OLED生產(chǎn)要求。系統(tǒng)研究了大面積OLED照明面板的發(fā)光均勻性和面板工作溫度變化，通過外部光萃取技術(shù)可以有效地提高照明面板的發(fā)光均勻性。同時，我們又成功開發(fā)出150×150 mm2的大面積柔性白光OLED照明面板。
　　總之，本論