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基于新型铱配合物的有机电致发光器件及其特性研究

作 者: 王琦
导 师: 于军胜
学 校: 电子科技大学
专 业: 光学工程
关键词: 有机电致发光器件 磷光 重掺杂 浓度不敏感 载流子平衡
分类号: TN383.1
类 型: 硕士论文
年 份: 2013年
下 载: 17次
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内容摘要


有机电致发光器件(Organic Light-Emitting Devices,OLEDs)因在全彩显示、液晶背光源及固态照明中的应用前景而受到广泛的关注。在这其中,因利用三线态激子而大幅提高内量子效率,有机磷光器件逐渐成为近年来的研究热点。然而,由于现有磷光材料严重的浓度敏感性,大部分器件只在极低的掺杂浓度下(5wt%-10wt%)表现出高性能。针对这一问题,本文采用新型铱配合物材料制备了高性能的高掺杂器件。在此基础上,我们系统研究了器件光谱的变化、能级匹配、载流子的注入、传输和平衡对器件性能的影响。具体的研究内容如下:(1)采用新型铱配合物(tbpbt)2Ir(acac)和(fbt)2Ir(acac)分别制备了高性能的重掺杂磷光器件。以(tbpbt)2Ir(acac)的器件为例,当质量浓度高达20wt%时,器件的功率效率、电流效率、内量子效率分别达到了最大的35.9lm/W,46.8cd/A,17.8%,证明了新型铱配合物的抗浓度淬灭特性。同时,(fbt)2Ir(acac)的红光器件效率达到了我们所知的红光重掺器件的最高记录之一。(2)基于材料的抗淬灭性,制备了基于(tbpbt)2Ir(acac)的非掺杂白光器件。在不明显降低器件性能的前提下,提供了一种白光器件的简易制备方法。(3)通过制备不同掺杂浓度的(tbpbt)2Ir(acac)的单色器件,证明了材料的浓度不敏感性。进而制备了基于(tbpbt)2Ir(acac)的白光OLED器件。实验发现(tbpbt)2Ir(acac)的掺杂比率可以有效地调节白光光谱。值得注意的是,由于材料的浓度不敏感性,器件效率变化不明显,这对降低实验中浓度优化的难度非常重要。(4)制备了基于中间层的白光OLED器件。通过改变中间层厚度,系统研究了光谱变化、能量传输、载流子传输和平衡等物理机制对器件性能的影响。利用公式推导和实验验证等方法,证明了载流子平衡是关系器件效率的关键因素。

全文目录


摘要  5-6
Abstract  6-10
第一章 绪论  10-15
  1.1 引言  10-11
  1.2 国内外的发展历程及研究现状  11-12
  1.3 目前存在的问题  12-13
  1.4 本工作的研究意义及主要内容  13-15
第二章 有机电致发光器件的基本理论、制备及表征  15-35
  2.1 有机电致发光器件发光机理  15-17
  2.2 光物理及光化学基本过程  17-20
    2.2.1 基态与激发态  17
    2.2.2 吸收与跃迁  17-18
    2.2.3 荧光与磷光  18-19
    2.2.4 能量转移  19-20
  2.3 器件结构  20-23
    2.3.1 单层器件  21
    2.3.2 双层器件  21-22
    2.3.3 三层和多层器件  22
    2.3.4 掺杂器件  22-23
  2.4 白光器件的原理及研究背景  23-27
    2.4.1 单层器件  23-25
    2.4.2 多层混色  25-26
    2.4.3 堆叠混色  26-27
  2.5 有机电致发光器件的制备与表征  27-35
    2.5.1 实验所用的材料与仪器  27-29
    2.5.2 OLED 器件的制备流程  29-32
    2.5.3 器件测试  32
    2.5.4 有机电致发光器件的表征  32-35
第三章 基于新型铱配合物的重掺杂单色器件  35-44
  3.1 引言  35-36
  3.2 材料特性  36
  3.3 基于(tbpbt)_2Ir(acac)的橙色重掺器件  36-39
  3.4 基于(fbt)_2Ir(acac)的红色重掺器件  39-42
  3.5 载流子平衡对器件的影响  42-44
第四章 基于(tbpbt)_2Ir(acac)的白光器件及其特性研究  44-53
  4.1 引言  44-45
  4.2 基于(tbpbt)_2Ir(acac)的非掺杂白光器件  45-46
  4.3 (tbpbt)_2Ir(acac)的浓度不敏感性及其对白光光谱的调节  46-53
    4.3.1 (tbpbt)_2Ir(acac)的浓度不敏感(concentration-insensitive)特性  46-49
    4.3.2 (tbpbt)_2Ir(acac)的掺杂浓度对白光光谱的调节  49-53
第五章 载流子平衡对中间层白光器件的影响  53-62
  5.1 引言  53
  5.2 基于不同中间层厚度的白光 OLED 器件特性  53-59
  5.3 中间层厚度对载流子平衡的影响  59-60
  5.4 载流子平衡的公式计算  60-62
第六章 结论及展望  62-65
  6.1 主要研究工作及结论  62-63
  6.2 不足之处及未来展望  63-65
致谢  65-66
参考文献  66-72
攻读研究生学位期间的研究成果  72-73

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中图分类: > 工业技术 > 无线电电子学、电信技术 > 半导体技术 > 发光器件 > 场致发光器件、电致发光器件
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