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新结构高性能有机电致发光器件的研究

作　者: 段羽
导　师: 刘式墉
学　校: 吉林大学
专　业: 微电子学与固体电子学
关键词: 有机电致发光器件工作电压发光亮度三线态掺杂浓度新结构层界面空穴传输层材料高性能功率效率
分类号: TN383.1
类　型: 博士论文
年　份: 2006年
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引　用: 4次
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内容摘要

1.我们制备了结构为ITO/NPB/DPVBi : rubrene/Alq3/LiF/AL的白光器件,当rubrene掺杂浓度为0.8wt%,掺杂层厚度为20 nm的器件的外加工作电压从5V到18V变化时,相应的色坐标从(0.39, 0.41)变化至(0.30,0.27)。这个白光器件的开启电压为4V,在外加电压17V时,达到最大亮度16230 cd/m2,在外加6V工作电压时,功率效率和电流效率得到最大值,分别为3.1 lw/W和5.7 cd/A。为了进一步提高白光器件的亮度和效率,我们在器件中引入了另一种高荧光效率的蓝光材料BePP2取代DPVBi,并在ITO与NPB之间加入一种starbust型空穴注入材料m-MTDATA来增强器件的空穴注入。器件结构为ITO/m-MTDATA /NPB/ BePP2 :rubrene/Alq3/LiF/AL的白光器件,掺杂浓度为0.2wt%,掺杂厚度为30 nm的器件在亮度从100cd/m2(0.35,0.36)变化到1000cd/m2时的(0.32,0.34),色度坐标稳定,较接近白光等能点,且在工作电压为15V时亮度可以达到29010cd/m2,在7V的驱动电压下效率值达到最大为6.3cd/A.2.我们将一种新型的铼系磷光材料Butbpy) Re (CO) 3Cl作为敏化剂,制作了红光器件。这种器件的创新点在于首次在国际上将红光染料DCJTB以超薄层的形式引入到磷光敏化器件的制作中,不但可以简化制备工艺,提高可重复性;而且由于可以将DCJTB薄层置于适合的区域内,增加了三线态向单线态的能量转移,减少在激子阻挡层界面处由三线态浓度高引起三线态-三线态湮灭。器件的色度坐标(0.61,0.37),接近饱和红光(0.65,0.35),而且效率在6V时达到3.38 cd/A,亮度在17V时最高,接近5000cd/m2。3.我们采用对光谱加权求和的方法仔细计算了光谱与色品坐标的对应关系,针对我们所用的红,绿,蓝发光器件的光谱,得到OLED显示屏白平衡时三基色的亮度比例关系,为准确控制红、绿、蓝各发光像素在白平衡条件下的发光亮度比例提供了理论依据。4.我们对HSTP的电致发光性质的研究中,发现Alq3层的绿光和HSTP层与空穴传输材料NPB层界面处产生了激基复合物发光现象。通过改变空穴传输层材料消除了激基复合物的发光;我们还利用在HSTP层与Alq3层之间加入空穴阻挡层BCP的方法,抑制了Alq3层的绿光发射。为了进一步提高蓝光器件的亮度,在器件的ITO层与NPB层之间加入空穴注入材料m-MTDATA得到亮度较高的蓝光发射。

全文目录

第一章综述  9-49
  1.1 有机电致发光器件的发展  10-16
    1.1.1 有机电致发光研究的进展  10-13
    1.1.2 有机电致发光器件的产业化发展  13-14
    1.1.3 我国内地有机电致发光显示器的发展现状  14-16
  1.2 有机电致发光显示器的优势以及存在的问题  16-18
    1.2.1 技术特点与优势  16-17
    1.2.2 亟待解决的问题  17-18
  1.3 有机半导体材料的性质  18-27
    1.3.1 有机半导体材料的分子轨道理论  18-21
    1.3.2 有机半导体材料的发光理论  21-27
  1.4 有机发光器件的原理和表征  27-33
    1.4.1 电致发光原理  27-29
    1.4.2 评价有机电致发光器件性能的重要参数  29-31
    1.4.3 有机电致发光器件的效率  31-33
  1.5 有机发光器件的结构和材料  33-39
    1.5.1 有机电致发光器件的结构  33-36
    1.5.2 有机电致发光器件的主要材料  36-39
  1.6 本论文的主要工作  39-49
第二章单发光层白色有机电致发光器件  49-78
  2.1 白色有机电致发光器件的发展  49-52
  2.2 激发态能量转移与载流子转移理论  52-54
  2.3 实验  54-56
    2.3.1 实验样品制备  54-55
    2.3.2 实验及测试设备  55-56
  2.4 采用4,48-bis(2,28-diphenylvinyl)-1,18-biphenyl 掺杂rubrene 作为发光层的有机电致单发光层白光器件  56-66
    2.4.1所所用材料及结构  56-57
    2.4.2电电致发光性质  57-61
    2.4.3掺掺杂层厚度对白光发射光谱的影响  61-63
    2.4.4 白光器件的电压-亮度-效率特性  63-66
  2.5 Bis [2-(2-hydroxyphenyl)-pyridine]beryllium 掺杂rubrene 作为发光层的有机单发光层白光器件  66-72
    2.5.1 所用材料及结构  66-68
    2.5.2 电致发光性质  68-69
    2.5.3 白光器件的光电性能  69-72
  2.6 结论  72-78
第三章铼系磷光材料作为敏化剂的有机电致红光器件  78-101
  3.1 磷光与磷光材料的发展  78-79
  3.2 三线态能量转移与磷光敏化原理  79-84
    3.2.1 三线态能量转移  79-82
    3.2.2 磷光敏化作用  82-84
  3.3 基于铼系磷光材料Butbpy = 4, 4’-bi(tert-butyl)-2,2’-bipyridine的黄光有机电致发光器件  84-89
    3.3.1 器件结构  84-86
    3.3.2 器件的光电性能  86-89
  3.4 利用磷光敏化原理的有机电致红光器件  89-96
    3.4.1 光致发光光谱  89-92
    3.4.2 发光界面的确定  92-94
    3.4.3 DCJTB 厚度对器件光电性能的影响  94-96
  3.5 结论  96-101
第四章有机电致发光显示器的白平衡问题的研究  101-118
  4.1 有机电致发光显示屏  101-103
  4.2 彩色图像的重现原理  103-105
    4.2.1 人眼的辨色机理  103-104
    4.2.2 彩色显示技术中的三基色原理  104-105
  4.3 彩色显示屏的色度计算  105-112
    4.3.1 三刺激值与色品坐标  105-108
    4.3.2 基色的转换计算  108-112
  4.4 基色的转换在OLED 彩色屏设计中的实际应用  112-115
    4.4.1 OLED 器件三基色光谱  112-113
    4.4.2 计算三基色的色品坐标  113-115
  4.5 结论  115-118
第五章基于2,5,2',5'-TETRAKIS(4'-FLUOROSTYRYL)-BIPHENYL有机电致蓝光器件的特性分析  118-131
  5.1 蓝光器件的发展  118-120
  5.2 基于distyrylbenzene 衍生物的蓝光器件  120-121
  5.3 采用HSTP 作发光层的的蓝光有机电致发光器件  121-127
    5.3.1 蓝光器件结构  121-123
    5.3.2 实验结果分析  123-127
  5.4 结论  127-131
致谢  131-133
攻读博士学位期间发表的文章  133-137
摘要  137-140
ABSTRACT  140-142

新结构高性能有机电致发光器件的研究

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