高效有机发光二极管的器件结构及制备方法的研究

摘要

有机发光二极管（OLEDs）是一种新兴的平板显示与固态照明技术，以其效率高、色域广、超薄、可弯曲等优点，在柔性显示、环保节能、健康照明领域有着广泛的应用前景。到目前为止，已经有部分OLEDs产品（三星手机Galaxy系列，苹果手表，LG曲面电视等）走进人们的日常生活。然而到目前为止，高效率，长寿命，低价格的白光 OLED（WOLED）器件的研发，仍然需要科研人员的进一步努力。在实现高效率方面，全磷光OLEDs（PhOLEDs）能充分利用所有三线态（triplets）和单线态激子（singlets）达到100％的内量子效率，是最具有前景的高效WOLED器件结构之一。目前白光PhOLEDs中，绿光和红光的单色光器件已经能够实现较高的器件效率和稳定性，具备了产业化的能力，而在制备高效率、长寿命的蓝光 PhOLEDs方面，仍有大量的研究工作需要进行。这是由于为了实现蓝色光谱，磷光客体材料具有较高的三线态能量，要求主体材料具有更高三线态能量，同时为了达到更高的器件效率，主体材料还必须能同时具有合适的能级，并且具备良好的激子形成和传输功能，以及良好的热稳定性，从而满足较好的载流子注入、平衡能力，以及较高器件的稳定性。因此，如何根据客体材料的需求设计出高性能的主体材料来提高全磷光白光有机半导体器件（PhWOLEDs）的性能一直是科研和产业界研究和关注的热点问题。在降低成本方面，由于目前所研究的WOLEDs多采用多层结构以及超高真空热蒸发镀膜的方法，增加了生产设备和生产工艺的复杂性，降低了器件的良品率，大大提高了OLEDs的生产价格。所以，探索一种新的高效、低成本的OLEDs制备方法也一直是OLEDs的热点之一。
　　本文为了提高和优化全磷光器件的性能，基于双咔唑基团能够有效调节能级结构以及获得高三线态能量的特点，利用三苯基和双咔唑基团设计了全新的主体材料BCz-Si.基于BCz-Si为主体和FIrpic为客体的磷光蓝光有机发光器件，能够保证三线态有效的从主体转移到客体上，进而获得了最大外量子效率为21%，电流效率和电压效率分别为46.5 cd/A和45.8 lm/W的高效蓝光器件。与此同时，以BCz-Si为主体我们还分别制备了电流效率为70.5 cd/A和50.1 cd/A的高效双色和三色白光有机发光器件。为了进一步研究双咔唑基团的性能，本文分别利用二苯并噻吩和二苯并呋喃与双咔唑连接制备了BCz-DBT和BCz-DBF主体材料。以BCz-DBT和BCz-DBF为主体材料分别制备了外量子效率（EQE）为25%和21.4%的高效蓝光磷光有机发光器件。此外，由于普通蒸镀设备的复杂性和高昂的设备费以及旋涂制备方法对材料的浪费。本文探索一种基于提拉法的新型高效溶液法制备高效有机发光器件。基于此种方法制备了高效双色全磷光白光器件和高效绿色热延迟荧光有机发光器件。与此同时本文，还系统的研究了提拉速率对成膜性和器件效率的影响，并与传统旋涂法制备的器件进行了对比。

目录

封面

声明

中文摘要

英文摘要

目录

第一章 绪论

1.1 引言

1.2 OLEDs的发展历史

1.3 OLEDs的工作原理

1.4 WOLEDs器件

1.5 TADFWOLEDs器件

1.6 OLEDs器件的制备方法

1.7 本文设计思路

1.8 参考文献

第二章 基于高性能主体材料的高效全磷光蓝光/白光OLEDs器件的研究与制备

2.1 引言

2.2 合成和表征

2.3 电发光特性

2.4 材料和测试方法

2.5 总结

2.6 参考文献

第三章 基于双咔唑衍生物的单线态与三线态能量的相互作用制备高效低电压电致磷光蓝光/白光器件

3.1 引言

3.2 结果与讨论

3.3 实验部分

3.4 总结

3.5 参考文献

第四章 基于提拉法在溶液状态下制备小分子OLEDs器件

4.1 引言

4.2 实验部分

4.3 总结

4.4 参考文献

第五章 总结与展望

攻读学位期间本人出版或公开发表的论文及专利

致谢