高性能有機(jī)電致發(fā)光材料的制備及器件研究.pdf

1、作為新一代平板顯示技術(shù)，有機(jī)發(fā)光二極管(OLED)又稱為有機(jī)電致發(fā)光(OEL)因為具有主動發(fā)光，響應(yīng)快，可視角度大及制作工藝簡單等優(yōu)點，受到學(xué)術(shù)和產(chǎn)業(yè)界的高度重視。目前阻礙OLED實用化和市場化的關(guān)鍵問題是有些顏色的發(fā)光效率較低、工作壽命短、量產(chǎn)難度大。開發(fā)高效率與量產(chǎn)性穩(wěn)定的有機(jī)電致發(fā)光材料、探索新的器件制備工藝、優(yōu)化器件結(jié)構(gòu)、提高器件效率和壽命及探索彩色化的最佳方案等，仍然是研究工作的主要目標(biāo)。本文針對上述問題，從材料合成、純化、新

2、型器件結(jié)構(gòu)設(shè)計到器件優(yōu)化做了一系列研究，主要內(nèi)容如下： 合成了典型有機(jī)電致發(fā)光材料，如電子傳輸材料Alq與空穴傳輸材料NPB，通過對反應(yīng)條件的控制及各項工藝參數(shù)的優(yōu)化，我們得到了高產(chǎn)率的Alq與NPB的粗品材料，其純度分別達(dá)到了98.2％與95.5％。通過三溫區(qū)同時升溫的升華方法，我們對Alq與NPB進(jìn)行了進(jìn)一步的升華純化，得到了有機(jī)電子級純的Alq與NPB產(chǎn)品(純度高于99.9％)。三溫區(qū)同時升溫升華的方法不但提高了材料的純度

3、，而且還大大提高了提純效率，降低了提純過程中產(chǎn)物的損失。X射線衍射的結(jié)果表明，經(jīng)多次提純后Alq與NPB材料的晶體粒度增大，材料的性能有所改善。以各種純度的Alq與NPB分別作為電子傳輸層與空穴傳輸層材料制作了發(fā)光器件。實驗結(jié)果表明隨著材料純度的提高，器件的性能也依次提高，這是因為隨著材料純度的提高，材料中雜質(zhì)或缺陷濃度都會降低，這將減少雜質(zhì)或缺陷對發(fā)光的淬滅與載流子傳輸?shù)南葳遄饔谩ｋs質(zhì)或缺陷濃度的減少將有利于激子的運動，提高器件中電子

4、和空穴復(fù)合的幾率，從而獲得更高的發(fā)光效率。 通過共摻雜方法，我們成功制備了以寬禁帶材料ADN為基質(zhì)的紅、綠、藍(lán)三色發(fā)光器件，實現(xiàn)了以一種材料為主體的三基色發(fā)光。其中藍(lán)光器件的結(jié)構(gòu)為ITO(80nm)/NPB(30nm)/ADN:DPAVB:TBPE(30nm)/Alq(30nm)/LiF(1nm)/Al(100nm)，經(jīng)優(yōu)化后器件的最大發(fā)光亮度達(dá)到5626cd/m2，最高發(fā)光效率6.2 cd/A，CIE色坐標(biāo)為x,y=0.15，

5、0.19；綠色發(fā)光器件的結(jié)構(gòu)為ITO(80 nm)/NPB(40 nm)/ADN:C545T:DMQA(30nm)/Alq(30nm)/LiF(1nm)/Al(100nm)，經(jīng)優(yōu)化后器件的最大發(fā)光亮度達(dá)到15153cd/m2，最高發(fā)光效率為10.8 cd/A，CIE色坐標(biāo)為x,y=0.30，0.62。紅色發(fā)光器件的結(jié)構(gòu)為ITO(80nm)/NPB(40nm)/ADN:C6:DCJTB(30nm)/Alq(30nm)/LiF(1nm)/A

6、l(100nm)，經(jīng)優(yōu)化后器件的最大發(fā)光亮度達(dá)到12847cd/m2，最高發(fā)光效率為4.9 cd/A，CIE色坐標(biāo)為x,y=0.61，0.38；ADN材料具有的雙極性載流子傳輸特征，能夠捕獲多余的空穴，從而使器件中載流子的注入更加平衡，器件的性能得到提高。同時在一種主體材料中摻入雙摻雜客體材料，能使得主體材料與客體材料之間的能量傳遞更加充分有效，并且不同的客體分子同時摻入到主體材料中也可以減少同種分子間的自淬滅幾率，從而在很大程度上抑制

7、摻雜發(fā)光分子的濃度淬滅現(xiàn)象，使器件性能得到大幅提高。 從分子設(shè)計的角度出發(fā)，我們合成了一種新的藍(lán)色非摻雜發(fā)光材料TOBP及一種新的紅色摻雜材料DADIN。其中藍(lán)光材料TOBP是一種含嗯二唑基團(tuán)的鄰菲噦啉衍生物，該材料具有良好的熱穩(wěn)定性，玻璃化轉(zhuǎn)變溫度為Tg=142℃，熱分解溫度Td=325℃，以該材料為發(fā)光層制備的藍(lán)色發(fā)光器件ITO(80nm)/NPB(30nm)/TOBP(30nm)/Alq(30nm)/LiF(1nm)/Al

8、(100nm)的最大亮度達(dá)到4078cd/m2，器件的最高發(fā)光效率為2.7cd/A，CIE色坐標(biāo)為x,y=0.15，0.10。而紅色發(fā)光材料DADIN是一種含毗喃腈、具有對稱結(jié)構(gòu)的摻雜型電致發(fā)光材料，與柯達(dá)公司經(jīng)典摻雜型紅色發(fā)光材料DCJTB相比，DADIN的合成、提純工藝簡單，產(chǎn)率高，更容易實現(xiàn)規(guī)?；苽洹Ｒ訢ADIN為摻雜材料制備的紅色發(fā)光器件ITO(80nm)/NPB(40nm)/Alq：DADIN(30nm)/Alq(30nm)