新型有机电致发光器件及其载流子调控机理研究

【摘要】：有机电致发光是平板显示领域的前沿技术, 器件结构设计及其性能改进是 该技术的核心。 基于载流子调控及器件性能优化等关键课题， 本文以载流子调 控结构设计为中心， 开发设计了具有聚四氟乙烯(Teflon)阳极修饰层和有机交替 多层空穴传输层两类新型结构， 并成功制备了高性能的 Teflon 阳极修饰双层电 致发光器件、 单活性层电致发光器件、 无空穴传输层电致发光器件以及有机交 替多层空穴传输电致发光器件等四类新型电致发光器件， 主要成果为： 1 采用真空热蒸镀加工方法， 成功制备了 Teflon阳极修饰层。 与传统的阳 极修饰材料铜酞菁相比， Teflon 能更显著地提高器件发光性能。 2 、Teflon 作阳 极修饰材料， 八羟基喹啉铝(Alq3)为唯一的有机活性功能层， 成功制备了新型单 活性层有机电致发光器件， 在发光层掺杂小分子染料和双极性材料， 能够显著 地提高单活性层器件的工作寿命和发光效率。 3、 以 Teflon作为阳极修饰材料， Alq3 作为发光层， 二(2-甲基-8-喹啉基)4-苯代苯酚基-铝(Balq)作为电子传输层， 成功制备了高效稳定的新型无空穴传输层有机电致发光器件。 当电流密度为 4000A/m2 时， 器件发光亮度可达 82000cd/m2， 发光效率为 21cd/A ，外量子效率 为 5.5%， 这是使用同类染料电致发光器件的最高效率报道。 研究认为， 器件效 率的提高归功于三线态湮灭所产生的新的单线态激子。 4、 基于能级匹配设计出 发， 在有机电致发光空穴传输层位置使用 N,N'-二苯基-N,N'-二(1-萘基)-1,1'-联苯 -4,4'-二胺(NPB)/铜酞菁有机交替多层结构， 利用交替多层材料界面间能级势垒的 存在， 降低了空穴在交替多层内部的传输， 减少了电致发光器件发光区域过量 空穴载流子的数目， 提高了器件发光性能； 并通过在有机电致发光空穴传输层 位置使用 NPB/红荧烯有机交替多层结构， Alq3 作为电子传输层， 成功制备了空 穴传输层发光的交替多层有机电致发光器件， 而且器件的发光中心可以通过改 变交替多层周期数来进行调节。 5、 基于上述有机电致发光器件结构设计和器件 研究， 本论文提出了 Teflon 阳极修饰调控空穴载流子注入理论模型和有机交替 多层调控空穴载流子传输模型。