基于C_(60)/CuPc光伏型电荷生成层的有机电致发光器件

【摘要】：有机电致发光器件(OLED:Organic Light-emitting Device)因其重量较轻、全固体状态、自行发光、可制作在柔性基底等优点,可以更好地满足未来显示和照明使用。在经过了二十多年的发展,OLED的技术不断完善,逐步从实验研究阶段达到了工业生产阶段,正逐渐步入人们的生活中。为实现进一步提高OLED的器件性能,本文将有机光伏型电荷生成层(CGL:Charge Generation Layer)应用到叠层OLED、白光OLED和单发光单元OLED当中,最终提高了三种OLED的亮度和效率等性能。具体内容如下:1.制备了基于C_(60)/CuPc光伏型CGL的红光叠层OLED,在获得较高亮度和电流效率的同时,可以保持较低的驱动电压。首先,以Ir(piq)2acac为红光发光材料,制备基于LiF/C_(60)/CuPc/Mo O3为光伏型CGL的叠层OLED,通过调节C_(60)和CuPc的厚度,优化出最佳的CGL结构为LiF(1 nm)/C_(60)(5nm)/CuPc(5 nm)/MoO3(3 nm),实现了叠层OLED电流效率相对于单发光单元OLED成倍增长,而电压相对于单发光单元OLED则不足两倍;其次,本实验对比了基于体异质结型电荷生成层C_(60):CuPc制备的叠层OLED的性能;最后,对比了以Ir(ppy)3为发绿光材料制备的叠层OLED和单发光单元OLED的器件性能,此时,相对于单发光单元OLED,叠层OLED的电流效率提升不足1倍,但驱动电压提升了2倍,进一步验证了光伏型CGL的作用。2.制备了基于C_(60)/Cu Pc光伏型CGL的叠层白光OLED(WOLED:White-light OLED)。首先,通过改变基于磷光材料FIrpic的蓝光发光单元和基于磷光材料Ir(piq)2acac的红光发光单元的相对位置,制备了两种叠层WOLED,并从光学性能和电学性能方面进行比较;其次,用基于荧光材料DCJTB的橙光光发光单元与基于FIrpic的蓝光发光单元搭配,制备了性能更好的叠层WOLED;最后,通过对比基于非光伏型CGL(Ag)的叠层WOLED和基于C_(60)/CuPc光伏型CGL的叠层WOLED的性能,论证了C_(60)/Cu Pc在叠层WOLED中也可以通过光伏特性提升器件性能。3.制备了基于C_(60)/CuPc光伏型CGL的单发光单元OLED,包括基于Ir(piq)2acac的红光OLED,基于Ir(ppy)3的绿光OLED和基于FIrpic的蓝光OLED。首先,通过比较基于C_(60)/CuPc光伏型CGL的OLED和不具有这种CGL的OLED的性能,证明了光伏型CGL可以提升器件性能;其次,优化光伏型CGL的结构和位置,得到最佳结构为C_(60)(5 nm)/CuPc(15 nm),且最佳的位置在Bphen和阴极之间;最后,比较光伏型CGL对红光OLED,绿光OLED和蓝光OLED性能的提升幅度,验证了光伏型CGL在单发光单元OLED中可以利用红光光子来实现器件性能的提升。 【关键词】：叠层有机电致发光器件 光伏 电荷生成层 叠层白光有机电致发光器件
【学位授予单位】：太原理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TN383.1
【目录】：

• 摘要3-5
• ABSTRACT5-9
• 第一章 绪论9-27
• 1.1 OLED的发展9-12
• 1.1.1 OLED的研究历史9-11
• 1.1.2 OLED的产业现状11-12
• 1.2 有机电致发光器件的基本原理12-20
• 1.2.1 有机电致发光器件的发光原理13-14
• 1.2.2 有机电致发光器件的结构14-16
• 1.2.3 有机电致发光器件的制备工艺16-17
• 1.2.4 有机电致发光器件的性能表征17-20
• 1.3 叠层OLED的发展及基础介绍20-26
• 1.3.1 叠层OLED的发展现状20-21
• 1.3.2 叠层OLED的发光原理21-23
• 1.3.3 电荷生成层的材料和结构23-25
• 1.3.4 叠层OLED目前存在的问题25-26
• 1.4 本文的主要工作26-27
• 第二章 基于C_(60)/CuPc光伏型电荷生成层（CGL）的红光叠层OLED27-43
• 2.1 实验部分27-30
• 2.1.1 实验材料27-28
• 2.1.2 OLED制备及性能测试28-30
• 2.2 光伏型CGL的结构设计与优化30-33
• 2.2.1 CGL的能级结构分析30-31
• 2.2.2 光伏型CGL的厚度对光学性能的影响规律31-32
• 2.2.3 光伏型CGL的厚度对电学性能的影响规律32-33
• 2.3 基于C_(60)/CuPc光伏型CGL的叠层OLED33-39
• 2.3.1 基于C_(60)/CuPc光伏型CGL的红光叠层OLED34-36
• 2.3.2 具有p/n型结构与p:n型结构对光伏型CGL的性能对比分析36-37
• 2.3.3 基于C_(60)/CuPc光伏型CGL的绿光叠层OLED37-39
• 2.4 基于光伏型CGL的叠层OLED的工作原理39-41
• 2.5 本章小结41-43
• 第三章 基于C_(60)/CuPc光伏型电荷生成层（CGL）的叠层WOLED43-59
• 3.1 实验部分43-45
• 3.2 基于蓝光发光材料FIrpic和红光发光材料Ir(piq)2acac的叠层WOLED45-51
• 3.2.1 EL 光谱46-48
• 3.2.2 I-V-L特性48-50
• 3.2.3 EL光谱的角度依赖性50-51
• 3.3 基于蓝光发光材料FIrpic和橙光发光材料DCJTB的叠层WOLED51-57
• 3.3.1 器件结构设计与优化51-56
• 3.3.2 EL光谱的角度依赖性56-57
• 3.4 本章小结57-59
• 第四章 基于C_(60)/CuPc光伏型电荷生成层（CGL）的单发光单元OLED59-73
• 4.1 实验部分59-61
• 4.2 结果与讨论61-71
• 4.2.1 基于C_(60)/CuPc光伏型CGL的单发光单元红光OLED61-65
• 4.2.2 基于C_(60)/CuPc光伏型CGL的单发光单元的绿光OLED65-68
• 4.2.3 基于C_(60)/CuPc光伏型CGL的单发光单元的蓝光OLED68-71
• 4.4 本章小结71-73
• 第五章 全文工作总结与未来工作展望73-75
• 参考文献75-80
• 攻读硕士期间发表的学术论文80-81
• 致谢81-82

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