復(fù)雜結(jié)構(gòu)的多層有機(jī)發(fā)光二極管(OLED)極大地增加了器件制備的復(fù)雜程度以及工藝成本,因此研制高性能的簡(jiǎn)化結(jié)構(gòu)OLED對(duì)于其商業(yè)化生產(chǎn)具有重要的意義。本文主要研究單層結(jié)構(gòu)OLED電極界面材料的選擇、器件結(jié)構(gòu)的優(yōu)化以及電荷平衡機(jī)理,制備高性能的單層結(jié)構(gòu)OLED。具體工作如下:1、研究了基于ITO/C_(60)0 or C_(60):MoO_3/TPBi:Ir(ppy)_3/LiF/Al單層器件結(jié)構(gòu)的發(fā)光機(jī)理。通過(guò)調(diào)節(jié)在C_(60)中摻入MoO_3的比例,改變修飾層的性質(zhì),使修飾層由n型轉(zhuǎn)變?yōu)閜型,提高其空穴注入能力,同單獨(dú)的MoO_3相比有低的空穴注入能力及低的空穴遷移率,從而調(diào)節(jié)空穴注入性質(zhì)使電荷更加平衡。C_(60)(1.2 nm):MoO_3(0.4 nm)作為空穴注入層的單層器件實(shí)現(xiàn)了35.88 cd/A的最大電流效率,相比于C_(60)(10.46 cd/A)或MoO_3(28.99 cd/A)單獨(dú)作為空穴注入層的器件,器件效率分別提高了243%以及24%。2、將HOMO能級(jí)分別為5.96 eV、6.04 eV的吲哚并喹喔啉(6H-indolo(2,3-b)quinoxaline)衍生物IQ1、IQ2作為空穴注入層應(yīng)用于結(jié)構(gòu)為ITO/HILs/TPBi:Ir(ppy)_3/LiF/Al單層OLED中,研究其對(duì)器件性能的影響。深的HOMO能級(jí)可以與主體的HOMO實(shí)現(xiàn)很好的能級(jí)匹配獲得高的器件效率。IQ1、IQ2作為空穴注入層的器件最大電流效率、功率效率分別為59.11 cd/A、54.26 cd/A和46.40 lm/W、44.84 lm/W。3、基于ITO/MoO_3/Hosts:Ir(ppy)_2(acac)/EILs/Al單層器件結(jié)構(gòu),研究了電子注入層Bphen:Cs_2CO_3與Cs_2CO_3與n型,p型材料作為發(fā)光層主體在單層OLED中的關(guān)系。CBP作為主體,相對(duì)于Bphen:Cs_2CO_3,Cs_2CO_3作為電子注入層可以獲得較低的啟亮電壓以及較高的功率效率;不論Bphen:Cs_2CO_3還是Cs_2CO_3作為電子注入層,TPBi作為主體均獲得了更佳的器件性能,實(shí)現(xiàn)了啟亮電壓2.5 V,最大電流效率、功率效率分別為45.99 cd/A、34.57 lm/W的單層OLED。
【學(xué)位單位】：南京郵電大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2019
【中圖分類(lèi)】：TN383.1
【部分圖文】：

南京郵電大學(xué)專(zhuān)業(yè)學(xué)位碩士研究生學(xué)位論文 第一章 緒論1988年，ChihayaAdachi以及TetsuoTsutsui等人[3]報(bào)道了第一個(gè)雙異質(zhì)結(jié)構(gòu)的三層OLED，器件結(jié)構(gòu)包括空穴傳輸層（HoleTransportLayer,HTL）、發(fā)光層（EmittingLayer,EML）、電子傳輸層（ElectronTransportLayer,ETL）以及電極，這種三明治結(jié)構(gòu)為目前常用的高效率、低工作電壓 OLED 器件鋪平了道路。劍橋大學(xué)卡文迪什實(shí)驗(yàn)室的 J. H. Burroughes 等人[1]于 1990 年報(bào)道了一種基于 poly(p-phenylene) （PPV）的綠光聚合物發(fā)光器件 (PolymerLight-emittingDevice,PLED)，以 ITO 為陽(yáng)極，Al 為陰極，其驅(qū)動(dòng)電壓約為 14V，量子效率約為 0.05%，開(kāi)啟了基于聚合物材料的平板顯示新領(lǐng)域。加州大學(xué)的 Heeger[4]證實(shí)了 Burroughes 等人的結(jié)果，并證明共軛聚合物二極管的電致發(fā)光是一種更普遍的現(xiàn)象。

圖 1.3）中制備綠光 PHOLED。結(jié)果為，基于 TAZ 的器件獲得最高的 EQE（15.4%）。他們繼而將客體材料換為 Ir(ppy)2(acac)，制備出 EQE 高達(dá) 19.0%的綠光器件。作者將高的量子率歸因于激子直接形成在客體材料上，并且有效地被束縛在發(fā)光層中。具有電子傳輸性質(zhì) BAlq 也被 Tsuji 等人[52]用作主體應(yīng)用在紅光 PHOLED 中，器件的 EQE 為 8.6%，并且 BAlq有出色的薄膜性質(zhì)和熱穩(wěn)定性，器件非常穩(wěn)定，壽命可超過(guò) 30000 h。Chopra 等人[53]采用帶隙（4.3eV），高三線態(tài)能級(jí)（3.15eV）的電子傳輸型主體材料 UGH2，結(jié)合高三線態(tài)能（2.98 eV），高電子遷移率（約 10-5cm2V-1s-1）的電子傳輸層 3TPYMB 將激子束縛在發(fā)光中，調(diào)節(jié)電荷平衡，獲得了 EQE 高達(dá) 23%的藍(lán)光 PHOLED。TPBi 也是常見(jiàn)的電子傳輸型體材料之一，其較低的 LUMO 能級(jí)（2.8eV[54]）以及 HOMO 能級(jí)（6.3eV[54]）使其在 OLED常用作電子傳輸層以及空穴阻擋層，其三線態(tài)能級(jí)為 2.7 eV，常用作綠光 OLED 的主體材55-57]。而電子傳輸型材料 TmPyPb 具有較寬的帶隙（4.0eV[58]）以及較高的三線態(tài)能級(jí)（2.78[59]），適宜用作藍(lán)光 OLED 的主體材料，如 Yonghua Chen 等人[59]利用 FIrpic 作為客體材，采用 TCTA 與 TmPyPb 共同主體制備了 EQE 高達(dá) 20.4%的藍(lán)光 PHOLED。

圖 1.3 電子傳輸型主體材料的分子結(jié)構(gòu)繼熒光、磷光材料之后，Chihaya Adachi 等人報(bào)道了新型發(fā)光材料-熱活性型延遲熒光（ThermallyActivatedDelayedFluorescence，TADF）材料[65,66]，該類(lèi)型材料可以實(shí)現(xiàn) 100%的內(nèi)量子效率，被認(rèn)為是繼傳統(tǒng)熒光材料和重金屬配合物磷光材料之后最具有發(fā)展?jié)摿Φ牡谌l(fā)光材料。為了獲得高效率的器件，通常采用多層器件結(jié)構(gòu)[67, 68]，器件結(jié)構(gòu)中包括載流子注入層，載流子傳輸層，發(fā)光層，以及電荷阻擋層。使用注入層的目的是為了降低注入勢(shì)壘從而促進(jìn)電荷注入。常用材料如 MoO3[69]作為空穴注入層以及 LiF[70]作為電子注入層，另外，同樣報(bào)道了對(duì) HTL 進(jìn)行 p 摻雜或者對(duì) ETL 進(jìn)行 n 摻雜，用作注入層來(lái)降低載流子注入勢(shì)壘[71, 72]。引入電荷阻擋層如空穴阻擋層（HoleBlockingLayer,HBL）和電子阻擋層（ElectronBlockingLayer,EBL）來(lái)限制發(fā)光層中的電荷載流子[73]。多層器件結(jié)構(gòu)中的功能層可以將平衡的電子以及空穴注入/傳輸至發(fā)光層中，從而顯著提高器件性能，但考慮到每個(gè)功能層的使用都增加了材料選擇/匹配的困難程度，多層器件結(jié)構(gòu)無(wú)疑會(huì)提高器件制備的成本，因此制備高效率簡(jiǎn)化結(jié)構(gòu)
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