高色穩(wěn)定性熒光-磷光白光有機(jī)電致發(fā)光器件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及性能研究.pdf

1、白光有機(jī)電致發(fā)光器件(WOLED)是一種可實(shí)現(xiàn)大面積生產(chǎn)的面光源，具有光色柔和、節(jié)能環(huán)保、柔性、透明、輕薄等特點(diǎn)，可廣泛應(yīng)用于全彩顯示和低功耗固態(tài)照明。近二十年來得到了廣泛研究并取得了長足的發(fā)展，WOLED的效率、壽命等已經(jīng)達(dá)到了商業(yè)化要求，并逐漸從實(shí)驗(yàn)室研發(fā)向商業(yè)化生產(chǎn)轉(zhuǎn)變。但WOLED仍有一些問題需要進(jìn)一步解決和完善，例如，用于制備WOLED的發(fā)光材料價(jià)格昂貴，高性能、高穩(wěn)定性藍(lán)色磷光材料短缺。此外，不論WOLED應(yīng)用于顯示還是照明

2、領(lǐng)域，都要求WOLED有高的色穩(wěn)定性，但大多數(shù)文獻(xiàn)報(bào)道的WOLED普遍存在隨電壓升高CIE坐標(biāo)漂移的問題，即色穩(wěn)定性差。本論文從以上提出的問題出發(fā)，主要圍繞多發(fā)光層WOLED實(shí)現(xiàn)應(yīng)用仍面臨的色穩(wěn)定性問題，兼顧成本、光源品質(zhì)及色平衡等問題開展了一系列基礎(chǔ)和應(yīng)用研究。具體的研究內(nèi)容如下:
　　1、為了降低WOLED的成本，本論文詳細(xì)地調(diào)研了廉價(jià)的抗菌醫(yī)藥LOFX的物理光電性能及熱學(xué)性能，證明了其應(yīng)用在OLED中的可行性。然后將1 wt

3、％的LOFX和0.8 wt％的DCJTB分別摻雜在CBP中作為藍(lán)光和黃光發(fā)光層，兩發(fā)光層之間插入20 nm的TPBi作為空穴阻擋和激子調(diào)節(jié)層，制備了一系列雙發(fā)光層全熒光WOLED。當(dāng)藍(lán)光發(fā)光層的厚度為30 nm，黃光發(fā)光層的厚度為10nm時(shí)，對應(yīng)的WOLED在14V驅(qū)動(dòng)電壓下，藍(lán)光波段和黃光波段的發(fā)射強(qiáng)度幾乎相等，器件取得高的顯色指數(shù)，為84.5，CIE坐標(biāo)為(0.33，0.32)，非常接近標(biāo)準(zhǔn)白光的(0.33，0.33)。此外，該器件

4、的最大亮度和最大電流效率分別達(dá)到3869 cd/m2和1.79 cd/A。
　　2、針對高性能、高穩(wěn)定性藍(lán)色磷光材料短缺以及多發(fā)光層WOLED色穩(wěn)定性差的問題。本論文使用新型非摻雜藍(lán)色熒光材料DDBICZ作為藍(lán)光發(fā)光材料和磷光主體材料，結(jié)合對稱發(fā)光層結(jié)構(gòu)，制備了雙色和三色對稱發(fā)光層熒光-磷光WOLED。雙色和三色對稱發(fā)光層WOLED都展現(xiàn)出很好的色穩(wěn)定性和較高的顯色指數(shù)。隨著驅(qū)動(dòng)電壓從5V增大到10V，雙色對稱發(fā)光層WOLED的C

5、IE坐標(biāo)、CCT及CRI僅從(0.35，0.36)、4833 K和79改變到(0.34，0.35)、5191K和81。隨著亮度從100 cd/m2增大到10000 cd/m2，三色對稱發(fā)光層WOLED的CIE色坐標(biāo)和CCT也僅從(0.40，0.41)和3790 K改變到(0.40，0.42)和3875 K，CRI值一直維持在85～86。此外，雙色和三色對稱發(fā)光層熒光-磷光WOLED都取得較高的器件效率，最大電流效率分別達(dá)到25.9 cd

6、/A和24.4 cd/A。色穩(wěn)定性的提高歸結(jié)于對稱發(fā)光層結(jié)構(gòu)有效地抵消了由于隨電壓升高載流子復(fù)合區(qū)域發(fā)光轉(zhuǎn)移而引起的不同顏色發(fā)光層發(fā)射強(qiáng)度的變化。
　　3、為了提高多發(fā)光層WOLED的色穩(wěn)定性，進(jìn)一步開發(fā)了對稱摻雜發(fā)光層WOLED。使用CBP作為空穴傳輸材料及磷光主體材料，TPBi作為電子傳輸材料及磷光主體材料，將藍(lán)、綠、黃、紅四種顏色互補(bǔ)的磷光發(fā)光材料從CBP/TPBi界面向兩側(cè)從高能級到低能級對稱地?fù)诫s到CBP和TPBi中，制

7、備了一種僅有一個(gè)有機(jī)/有機(jī)異質(zhì)結(jié)界(CBP/TPBi)面的對稱摻雜發(fā)光層全磷光WOLED.和單側(cè)摻雜發(fā)光層的器件（四種發(fā)光材料只摻雜在CBP一側(cè)）相比，對稱摻雜發(fā)光層WOLED的色穩(wěn)定性和器件效率都得到了有效的提高，且對稱摻雜發(fā)光層WOLED也展現(xiàn)出高的顯色指數(shù)。隨著電壓從5V增大到9V，對稱摻雜發(fā)光層WOLED的CIE坐標(biāo)維持在(0.384，0.467)～(0.387，0.469)，顯色指數(shù)維持在85～86，CCT維持在4407～42

8、92 K。此外，該WOLED取得較大的電流效率和功率效率，分別為43.6 cd/A和31.1 lm/W，分別為單側(cè)摻雜發(fā)光層WOLED的1.43和1.50倍。色穩(wěn)定性的提高歸結(jié)于對稱發(fā)光層結(jié)構(gòu)有效地抑制了隨電壓升高載流子復(fù)合區(qū)域的轉(zhuǎn)移，效率的提高是由于在對稱發(fā)光層WOLED中激子得到了最大利用。
　　4、以先前報(bào)道的多發(fā)光層高色穩(wěn)定性WOLED器件(ITO/ NPB/EML(blue)/CBP/EML(red)/CBP/EML(b

9、lue)/TPBi/LiF/Al）為參考，在NPB/EML和LiF/Al界面處植入納米平臺結(jié)構(gòu)的凸起，制備了兩類具有納米平臺結(jié)構(gòu)的WOLED。當(dāng)納米平臺植入到LiF/Al界面時(shí)，WOLED的電流效率提高到參考器件的1.52倍，EL光譜幾乎保持不變，仍表現(xiàn)出很高的色穩(wěn)定性。效率的提高歸結(jié)于納米結(jié)構(gòu)平臺的引入引起的光耦合輸出的提高。當(dāng)納米平臺結(jié)構(gòu)植入NPB/EML界面時(shí)，WOLED的電流效率進(jìn)一步提高到參考器件的1.80倍，并且，EL光譜中