基于溶液加工小分子材料發(fā)光層的有機(jī)-無(wú)機(jī)復(fù)合發(fā)光器件的研究.pdf

1、有機(jī)-無(wú)機(jī)復(fù)合發(fā)光器件（Hybrid organic-inorganic light-emitting diodes:HyLEDs）采用高功函數(shù)金屬頂陽(yáng)極和穩(wěn)定性良好的載流子傳輸材料，克服了傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)器件中低功函數(shù)金屬陰極和電子注入層穩(wěn)定性差，以及導(dǎo)電聚合物空穴注入層同銦錫氧化物（ITO）電極之間的相互作用等對(duì)器件存儲(chǔ)和驅(qū)動(dòng)穩(wěn)定性產(chǎn)生影響的不利因素，有著很好的應(yīng)用前景。金屬氧化物具有高載流子遷移率，寬帶隙，易合成，性質(zhì)穩(wěn)定，無(wú)毒環(huán)保等優(yōu)點(diǎn)

2、，被廣泛作為 HyLEDs的載流子傳輸層。磷光材料能同時(shí)利用單線態(tài)和三線態(tài)發(fā)光，是提高HyLEDs發(fā)光效率的有效途徑。本文主要研究了溶液加工小分子材料發(fā)光層薄膜的形貌和光電特性，制備高效率的有機(jī)-無(wú)機(jī)復(fù)合單色光和白光器件器件，主要研究工作包括以下幾個(gè)方面：
　?。?）研究了以不同溶劑制備的小分子材料發(fā)光層薄膜的特性。分別以氯苯和四氫呋喃（THF）為溶劑制備TCTA和OXD-7（質(zhì)量比為1:1）的發(fā)光層薄膜，部分以THF為溶劑制備的

3、薄膜通過(guò)熱處理，并且制備了真空蒸鍍的TCTA:OXD-7薄膜作為對(duì)比研究。通過(guò)溶液加工的TCTA:OXD-7薄膜平整、均勻，具有和真空熱蒸鍍的薄膜具有相近的表面形貌，粗糙度RMS分別為0.29、0.29、0.26及0.23nm。制備了單極性空穴和電子器件來(lái)研究薄膜的載流子傳輸特性，發(fā)現(xiàn)不同薄膜的單電子和單空穴器件電流密度的變化規(guī)律相同，都滿足ITHF＜Iannealed＜ICB＜Ievaporated，真空蒸鍍的薄膜電子和空穴的遷移率最

4、高。我們用橢圓偏振光譜儀測(cè)量了不同薄膜的折射率，折射率的變化規(guī)律和電流密度的變化規(guī)律一致，表明薄膜對(duì)電子和空穴傳輸能力與薄膜的堆積密度有關(guān)，堆積密度越大，則載流子傳輸特性越好。
　?。?）以氯苯為溶劑，TCTA：OXD-7為主體材料，PhFIrPic、Ir(btp)2(acac)、PO-01分別為藍(lán)色、紅色和黃色磷光材料制備了高效率的藍(lán)光、紅光和黃光有機(jī)-無(wú)機(jī)復(fù)合發(fā)光器件。研究了主體材料TCTA和OXD-7不同比例對(duì)基于PhFir

5、Pic有機(jī)無(wú)機(jī)復(fù)合藍(lán)光器件效率的影響，發(fā)現(xiàn)隨著OXD-7濃度的增加，發(fā)光層中電子的傳輸能力增強(qiáng)，載流子傳輸更加平衡，器件的發(fā)光效率提高，當(dāng)TCTA:OXD-7為1:1時(shí)器件的發(fā)光性能最好。PhFIrPic摻雜濃度為20％時(shí)，藍(lán)光器件的發(fā)光效率最高，最大亮度效率為38.5cd A-1，最大外量子效率為18.9%。在此基礎(chǔ)上，制備基于溶液加工小分子發(fā)光層的有機(jī)-無(wú)機(jī)復(fù)合紅、黃光器件，最大外量子效率分別為10.2%和14.6%。器件的發(fā)光效率

6、均較以往報(bào)道的有機(jī)-無(wú)機(jī)發(fā)光器件有明顯提高。器件的發(fā)光效率隨電流的增加而降低，其特征電流為136.1,83.1和219.4mA cm-2，這主要是由于采用小分子雙主體材料，器件具有較寬的載流子復(fù)合區(qū)域，降低了三線激發(fā)態(tài)-三線激發(fā)態(tài)湮滅和三線激發(fā)態(tài)-極化子相互作用對(duì)器件發(fā)光效率的影響。
　　（3）在高效率藍(lán)光、黃光和紅光有機(jī)-無(wú)機(jī)復(fù)合器件的基礎(chǔ)上，制備了高效率的有機(jī)-無(wú)機(jī)復(fù)合白光器件。首先研究了TCTA:OXD-7為主體材料，PhF

7、IrPic為藍(lán)光材料（摻雜濃度20%），PO-01或Ir(BT)2(acac)為和黃光材料的有機(jī)無(wú)機(jī)復(fù)合白光器，研究了PO-01和Ir(BT)2(acac)濃度對(duì)器件特性的影響，發(fā)現(xiàn)黃光材料的濃度器件的電流-電壓特性的影響較小，器件發(fā)光光譜中黃光的發(fā)光強(qiáng)度隨PO-01（或Ir(BT)2(acac)）濃度的增加而增加。其中，發(fā)光層為T(mén)CTA: OXD-7:20%PhFIrPic:0.4%PO-01的白光器件最大外量子效率和功率效率為15.

8、0%和30.0lm W-1，器件在1000cd m-2時(shí)器件的外量子效率和功率效率分別為14.7%和20.6lm W-1，是目前報(bào)道的發(fā)光效率較高的有機(jī)-無(wú)機(jī)復(fù)合白光器件。器件發(fā)光色度為（0.33,0.44），不隨驅(qū)動(dòng)電流的變化而變化，器件的顯色指數(shù)為63。為了提高白光器件的顯色指數(shù)，在發(fā)光層中摻入了紅光材料Ir(btp)2(acac)，這樣白光器件的發(fā)光光譜實(shí)現(xiàn)了可見(jiàn)光范圍全覆蓋，器件的顯色指數(shù)CRI提高到了71，器件的最大外量子效率