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《中国科学院研究生院(长春光学精密机械与物理研究所)》 2011年
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非掺杂类量子阱结构有机电致发光器件性能及机理研究

刘术梅  
【摘要】:用有机磷光材料制作的电致发光器件,因其可以同时收获单重态和三重态激子发光,因此备受关注。然而,由于三重态激子寿命较长,在高电流密度下会因三重态-三重态猝灭致使发光效率随电流密度增加而急剧下降。因此,磷光器件多采用掺杂的方式。虽然在一定程度上抑制了猝灭,但很难精确控制不同生产批次器件掺杂浓度的一致性,导致器件性能不稳定。再者,掺杂器件在高电流密度下容易出现相分离,使器件过早老化,寿命缩短。因此,开发设计新的器件结构,既可实现非掺杂,又可获得高效率的磷光,成为现今热点问题之一。 本文将无机量子阱结构引入有机电致发光器件,[(F-BT)2Ir(acac)]为非掺杂发光层和势阱层,CBP为势垒层,构造了不同阱数的非掺杂电致发光器件。实验结果表明四量子阱器件具有相当高的亮度和电流效率,在高电流密度下的效率下降也得到明显改善,这远远高于相应的掺杂器件。但是由于四量子阱器件的启亮电压较高,功率效率较低。尽管二量子阱器件的启亮电压较低,但由于CBP势垒层不能较好地将载流子和激子限制在发光层,致使器件的效率较低。 为了提高器件的功率效率,必须在较低的电压下得到高的电流效率,这可通过选择合适的势垒层材料实现。本文研究了不同势垒层材料TPD, TCTA, CBP和TPBi双量子阱器件性能。实验结果表明,以TPBi为势垒层的器件性能最优。分析认为,由于m-MTDATA/TPBi界面存在高的空穴能障以及TPBi/[(F-BT)2Ir(acac)]界面的电子能障,会因内电场的变化产生一种“自平衡”效应,改善了载流子的注入,降低了启动电压,进而提高了器件的功率效率。 研究了四量子阱器件不同阱厚对发光光谱的影响。结果表明,当势阱宽度l大于某一值时,发射光谱没有变化。当势阱宽度不大于这个值时,发射光谱与前者比发生了变化,但在这一区间内没有变化。这一现象与有机分子特有的分子电子结构有关。要弄清有机量子阱器件的发光机理,有待于更深入的工作。
【学位授予单位】:中国科学院研究生院(长春光学精密机械与物理研究所)
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2011
【分类号】:TN383.1

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【参考文献】
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