学位论文 > 优秀研究生学位论文题录展示

以深蓝色聚芴衍生物主体的白光器件及通过平衡载流子实现高效电致发光器件的研究

作　者: 李爱源
导　师: 彭俊彪
学　校: 华南理工大学
专　业: 材料物理与化学
关键词: 聚合物有机电致发光器件三线态能级有机电致白光器件电子注入材料有机米线
分类号: TN383.1
类　型: 博士论文
年　份: 2010年
下　载: 232次
引　用: 0次
阅　读: 论文下载

内容摘要

有机电致发光作为近年来的研究热点,一方面在科研方面有着重要意义,在有机材料合成以及器件物理上遇到许多新问题,创造了许多新知识,另一方面,作为液晶显示后的新一代平板显示技术,以及作为新型白光照明技术,具有诱人的应用前景。目前,部分的有机电致发光的技术已经进入商业化的阶段,如索尼公司已经推出了基于蒸镀小分子材料的OLED显示器,Lumiotec公司也推出了用于照明的OLED白光光源。但有机电致发光仍然存在着许多问题,诸如寿命和发光效率仍需要进一步的提升。PLED是“双载流子注入”型器件,在正向偏压的作用下电子和空穴分别从阴极和阳极注入,并由于电场的作用向对面电极迁移,在发光层中复合成激子,激子的辐射衰减得到发光。因此,器件的效率很大程度上取决于载流子的平衡与否。基于此思想,人们可以通过增加器件内少数载流子或者减少多数载流子的办法实现器件效率的提高。聚芴及其衍生物由于具有较低的三线态能级,其作为主体材料时候,若客体磷光材料的三线态能级高于主体三线态能级,会造成能量回转从而导致器件的发光淬灭。因此一般情况下,聚芴及其衍生物并不适合作为绿色磷光材料的主体。本论文中第3章中,我们通过在空穴注入层PEDOT:PSS和发光层中插入一层具有高三线态能级的PVK作为缓冲层,能成功的抑制发光层内的能量回转导致的发光淬灭,从而实现高效白光发射。通过插入电子注入材料PFN,器件效率进一步提高,实现在电流密度10 mA/cm2下色坐标为(0.262,0.310),最高电流效率为15.1 cd/A的白光发射。OLED的制备工艺主要有溶液加工和真空蒸镀两种,前者可以实现任意比例的精确掺杂,缺点是难以形成多层结构,成膜厚度比较难精确控制,后者可以实现厚度的精确的控制以及形成多层结构,但难以实现精确的微量掺杂。在本论文的第4章中,我们结合了两种制备工艺,在高效蓝光聚芴衍生物中掺杂红光材料MEH-PPV,在旋涂此发光层的基础上,再蒸镀绿光材料Alq3,通过调节Alq3的厚度,从而调节器件的发光颜色,并获得非常接近色坐标(0.33,0.33)的白光发射,通过加入缓冲层,实现了最高电流效率为7 cd/A,在10m A/cm2下色坐标为(0.35,0.37)的白光发射。通过掺杂的办法使得器件工作时候内部的载流子数趋于平衡是实现器件发光效率提高的一种行之有效的办法。在各种掺杂的办法中,掺入一维纳米线的办法属于一种比较少人涉足的领域。在Jian Wang的工作基础上,在本论文的第5章中,我们在含有不同BT含量的n型发光材料PFO-BT中掺入不同质量浓度的有机可溶液加工p型纳米线,在掺入比例为1%时候实现发光效率的最大提高。我们进一步采用交流阻抗的方法对此体系进行表征,从Cole-Cole图的结果,我们推断器件可以等效成一个固定小电阻和一个RC并联电路的串联,其中的小电阻对应于衬底的方块电阻和接触电阻的和,RC并联电路代表发光层,我们发现随着纳米线掺杂浓度微小增大,R值呈2到3个数量级的增大。说明纳米线在体系中起到阻碍电子电流的作用,这跟器件的J-V-L有很好的吻合。有机电致发光的效率的提高可以通过增加器件内少数载流子的办法实现。在本论文第6章中,我们在Xuihui Zhu的工作基础上,通过更换阴离子的办法,重新制备了3种新型可溶性有机小分子电解质作为电子注入材料。通过跟纯A1器件和以溴离子为阴离子的电子注入材料作对比,我们发现新制备的电子注入材料同样具有很好的电子注入能力,其中阴离子为四氟硼酸根的电子注入材料跟溴离子的注入能力相当,并且器件在高电流密度下仍然保持有较高的电流效率。通过OPV测试考察器件的内建电场,我们发现四氟硼酸根具有最大的内建电场,即具有最好的电子注入能力。

全文目录

摘要  5-7
ABSTRACT  7-13
第一章绪论  13-44
  1.1 有机电致发光的发展概况  13-14
  1.2 有机电致发光二极管结构及其发光原理  14-20
  1.3 有机电致发光的发光材料介绍  20-26
    1.3.1 聚苯乙烯撑(PPV)类发光材料  20-21
    1.3.2 聚噻吩(PT)及其衍生物  21-22
    1.3.3 聚咔唑(PCz)及其衍生物  22-23
    1.3.4 聚对苯(PPP)及其衍生物  23-24
    1.3.5 聚芴(PF)及其衍生物  24-25
    1.3.6 电磷光聚合物  25-26
  1.4 有机电致发光白光器件概述  26-28
  1.5 柔性有机电致发光器件的研究进展  28-42
    1.5.1 衬底材料的选取  29-34
    1.5.2 电极材料的选取  34-36
    1.5.3 器件的包封技术  36-39
    1.5.4 FOLED发展现状  39-41
    1.5.5 FOLED展望  41-42
  1.6 本论文创新点及主要内容  42-44
第二章有机电致发光器件的制备及研究方法  44-56
  2.1 PLED器件的制备  44-49
    2.1.1 实验设备  44-45
    2.1.2 聚合物溶液配制  45-46
    2.1.3 ITO玻璃基片的制备  46-47
    2.1.4 聚合物发光层以及阴极制备  47-48
    2.1.5 器件的包封  48-49
  2.2 器件测试及其原理介绍  49-56
    2.2.1 电致发光器件的性能参数  49-53
    2.2.2 器件电致发光光谱及色坐标的测试  53-54
    2.2.3 聚合物薄膜光谱特性测试  54-56
第三章以PVK作缓冲层抑制三线态能量回转实现高效白光器件  56-68
  3.1 引言  56-58
  3.2 实验部分  58
  3.3 实验结果与讨论  58-66
    3.3.1 单色光器件和白光器件的电致发光性能  59-64
    3.3.2 PVK的作用分析  64-66
  3.4 本章小结  66-68
第四章基于旋涂与真空蒸镀工艺研制白光OLED  68-76
  4.1 引言  68-69
  4.2 实验部分  69-71
  4.3 结果与讨论  71-75
    4.3.1 电致发光光谱调节  71-72
    4.3.2 器件光谱调节原理分析  72-73
    4.3.3 器件电致发光性能  73-75
  4.4 本章小结  75-76
第五章有机纳米线跟发光材料的共混提高器件发光效率及其机理探讨  76-96
  5.1 引言  76-79
  5.2 实验部分  79-81
  5.3 结果与分析  81-94
    5.3.1 器件性能结果  81-83
    5.3.2 形貌结果  83
    5.3.3 交流阻抗分析  83-94
  5.4 本章小结  94-96
第六章新型小分子电解质电子注入材料的研究  96-104
  6.1 引言  96
  6.2 实验过程  96-98
  6.3 结果与讨论  98-102
    6.3.1 OLED器件的J-V-L结果  98-100
    6.3.2 内建电场的测试结果  100-102
  6.4 本章小结  102-104
结论  104-106
参考文献  106-121
攻读博士学位期间取得的研究成果  121-125
致谢  125-126
附件  126

以深蓝色聚芴衍生物主体的白光器件及通过平衡载流子实现高效电致发光器件的研究

内容摘要

全文目录

相似论文