本文選題：有機(jī)電致發(fā)光器件 + 超薄發(fā)光層��； 參考：《電子科技大學(xué)》2016年博士論文

【摘要】：有機(jī)電致發(fā)光器件(Organic light-emitting device,OLED)以其全固態(tài)、響應(yīng)快和可柔性等優(yōu)異特性,成為21世紀(jì)最具發(fā)展?jié)摿Φ墓腆w照明和顯示設(shè)備。與目前其他傳統(tǒng)的器件比較,OLED器件還具有電流驅(qū)動(dòng)、主動(dòng)發(fā)光、超薄厚度、工作環(huán)境適應(yīng)度高和器件可優(yōu)化程度高等的特點(diǎn)。其中,白光OLED器件由于可以作為面光源、顯示的特性,成為目前研發(fā)的重點(diǎn)與焦點(diǎn)。但是,目前白光OLED器件中還存在著發(fā)光性能不足、器件功能單一和發(fā)光顏色易漂移的缺點(diǎn)。針對(duì)這些問題,本工作采用超薄發(fā)光層結(jié)構(gòu)和兩發(fā)光層中間設(shè)置間隔層結(jié)構(gòu)的方式,提升白光OLED器件性能,實(shí)現(xiàn)功能多樣化,并且還獲得高色穩(wěn)定性白光發(fā)射器件。同時(shí)從量子理論入手,對(duì)白光OLED器件的光學(xué)性能,包括外量子效率,光譜分段模擬和變色能力值進(jìn)行數(shù)學(xué)算法實(shí)現(xiàn)和模擬仿真,進(jìn)一步幫助分析與解釋高性能特性、多功能特性和高色穩(wěn)定性特性。本論文的具體內(nèi)容包括:1.通過光學(xué)量子理論以及器件性能參數(shù),對(duì)白光OLED器件的光學(xué)特性進(jìn)行計(jì)算與仿真,并利用數(shù)學(xué)工具進(jìn)行算法實(shí)現(xiàn)。基于量子理論的光子能量計(jì)算公式,引入OLED器件的電壓-亮度特征值,電壓-光譜特征值,得到器件發(fā)光光子數(shù)目�；谠摂�(shù)值,引入OLED器件的電學(xué)屬性特征值,推導(dǎo)出器件外量子效率的計(jì)算公式。由于該計(jì)算出的外量子效率通過了與物理器件積分球?qū)嶋H測(cè)試值的驗(yàn)證,說明了推導(dǎo)原理與算法實(shí)現(xiàn)的正確性。同樣基于光子數(shù)目的理論公式,對(duì)任意光譜進(jìn)行了分段光子數(shù)目的模擬,提升了光譜的應(yīng)用范圍。根據(jù)數(shù)學(xué)的絕對(duì)誤差理論,創(chuàng)新性地提出了對(duì)變色OLED器件的光譜差異性表征的變色能力值概念,采用數(shù)學(xué)工具進(jìn)行了算法實(shí)現(xiàn)與模擬,為變色OLED器件的設(shè)計(jì)、構(gòu)建打下了理論基礎(chǔ)。2.研究了新型bis[2-(4-tert-butylphenyl)benzothiazolato-N,C2’]iridium(acetylacetonate)[(t-bt)2Ir(acac)]黃光發(fā)光材料在OLED器件內(nèi)的最優(yōu)存在形式,并基于其超薄層形態(tài),制備并深入研究了高性能的白光OLED器件。通過采用超薄層、等厚摻雜層、等量摻雜層的制備方式,對(duì)(t-bt)2Ir(acac)發(fā)光材料在OLED器件中的存在形式進(jìn)行了細(xì)致研究,通過性能比較,分析出超薄層結(jié)構(gòu)不僅具有連續(xù)層形成能級(jí)凹陷利于載流子聚積的特質(zhì),還具有摻雜層高效能量傳遞的特質(zhì),使得器件性能表現(xiàn)優(yōu)異。通過對(duì)(t-bt)2Ir(acac)發(fā)光材料的0.5 nm厚度,1 nm厚度和1.5 nm厚度的器件性能比較,分析出1 nm的(t-bt)2Ir(acac)薄層的厚度,在電學(xué)方面可以對(duì)器件內(nèi)部空穴載流子和電子載流子比例實(shí)現(xiàn)很好的控制,在光學(xué)方面還可以對(duì)器件內(nèi)部三線態(tài)激子的自捕獲與能量遷移實(shí)現(xiàn)很好的調(diào)控。通過數(shù)學(xué)工具的計(jì)算,高效白光oled器件展示出最高40.5lm/w的能量效率和最高22.01%的外量子效率,為后期高效白光oled器件的制備提供了結(jié)構(gòu)支持。3.通過改變白光oled器件內(nèi)間隔層的種類與厚度,實(shí)現(xiàn)了具有變色功能的oled器件,并進(jìn)行了多項(xiàng)光學(xué)性能的計(jì)算與模擬仿真。創(chuàng)新性地提出激子雙向遷移模型和變色能力理論,并進(jìn)行了變色oled器件的深入理論分析。當(dāng)設(shè)置n,n’-dicarbazolyl-3,5-benzene(mcp)間隔層的厚度為8nm、16nm和24nm時(shí),oled器件表現(xiàn)出了不同的光學(xué)特性。對(duì)于未加入mcp間隔層的器件和加入8nm的mcp間隔層的器件,激子的受阻能力不強(qiáng),導(dǎo)致大部分的激子遷移到黃光發(fā)光層中,并且發(fā)光顏色幾乎不變。而對(duì)于16nm的mcp間隔層器件,卻表現(xiàn)出了優(yōu)異的變色特性,從低電壓的藍(lán)光,變?yōu)檫m度電壓下的白光,到高電壓下的黃光,顏色變化明顯。這是由于恰當(dāng)厚度的mcp層,可以很好的控制激子在器件內(nèi)部的分布。對(duì)于24nm的mcp間隔層,已經(jīng)超過了激子擴(kuò)散長(zhǎng)度距離,并不能對(duì)激子的遷移進(jìn)行調(diào)控�；诖�,本文提出了激子雙向遷移模型理論,當(dāng)激子雙向遷移區(qū)域處于藍(lán)光發(fā)光層與間隔層界面附近時(shí),電壓的變動(dòng)會(huì)導(dǎo)致藍(lán)光與黃光的光子數(shù)目之比產(chǎn)生劇烈變動(dòng),達(dá)到變色效果。為了體現(xiàn)變色器件的變色能力,本文創(chuàng)新性的提出并開發(fā)了變色能力值的概念與公式,得到了最高的mcp間隔層器件的變色能力值為41.2%�；谖宸N不同間隔層的最高占有分子軌道能級(jí)和三線態(tài)能級(jí),生成的變色能力預(yù)估模擬方程對(duì)理想的間隔層進(jìn)行了仿真。最后本工作討論了器件中激子反躍遷現(xiàn)象與器件性能的模擬關(guān)系,為高性能器件的間隔層選取,做了理論鋪墊和模型指導(dǎo)。4.通過引入bis[(4,6-difluorophenyl)-pyridinato-n,c2’](picolinate)iridium(iii)(firpic)藍(lán)光磷光染料,利用mcp間隔層厚度的調(diào)控手段,進(jìn)行對(duì)(t-bt)2ir(acac)黃光染料和iridium(iii)bis(4’,6’-difluorophenylpyridinato)tetrakis(1-pyrazolyl)borate(fir6)藍(lán)光染料組合的白光oled器件光學(xué)顏色修正,得到并系統(tǒng)研究了三發(fā)光層體系的白光oled器件的高穩(wěn)定性白光光譜特性。首先對(duì)基于(t-bt)2ir(acac)黃光染料和fir6藍(lán)光染料的白光oled器件進(jìn)行深入的光學(xué)顏色研究,發(fā)現(xiàn)隨著電壓的增加,激子復(fù)合區(qū)域,由藍(lán)光發(fā)光層向黃光發(fā)光層移動(dòng)。隨后,對(duì)(t-bt)2ir(acac)黃光染料和firpic藍(lán)光染料的白光oled器件進(jìn)行研究,發(fā)現(xiàn)隨著電壓的增加,激子復(fù)合區(qū)域由黃光發(fā)光層向藍(lán)光發(fā)光層移動(dòng)�；谝陨瞎ぷ�,設(shè)計(jì)并制備了三發(fā)光層發(fā)光體系的白光oled器件,通過mcp間隔層的厚度調(diào)整與優(yōu)化,對(duì)器件的載流子與激子進(jìn)行控制,實(shí)現(xiàn)了白光光譜穩(wěn)定發(fā)射的白光oled器件。穩(wěn)定白光光譜歸因于firpic發(fā)光光譜的輔助作用,并且當(dāng)間隔層mCP的厚度為10 nm時(shí),三發(fā)光層器件內(nèi)部達(dá)到了三線態(tài)激子平衡、激子復(fù)合區(qū)域穩(wěn)定的狀態(tài)。該器件從6 V電壓增大到14 V電壓過程中,CIE色坐標(biāo)為(0.29?0.01,0.34?0.01),整體電致發(fā)光光譜穩(wěn)定。綜上所述,本工作為高效率性能、電控變色應(yīng)用和高色穩(wěn)定性的OLED器件研究打下了理論與應(yīng)用基礎(chǔ)。
[Abstract]:Based on the theory of quantum theory and the theory of quantum theory , this paper presents the calculation and simulation of the optical characteristics of white - light OLED devices . In this paper , an organic light emitting diode ( oled ) 2Ir ( acac ) thin layer with a thickness of 8 nm , a thickness of 16 nm and a thickness of 24 nm is analyzed .

【學(xué)位授予單位】：電子科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TN383.1

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