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?yàn)榫哂兄鲃?dòng)發(fā)光，響應(yīng)快，可視角度大及制作工藝簡單等優(yōu)點(diǎn)，受到學(xué)術(shù)和產(chǎn)業(yè)界的高度重視。目前阻礙OLED實(shí)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(jì)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(xiàng)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(shí)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(shí)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(shí)驗(yàn)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?yàn)殡S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?。雜質(zhì)或缺陷濃度的減少將有利于激子的運(yùn)動(dòng)，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(shí)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(shí)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(shí)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(jì)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(shí)現(xiàn)規(guī)模化制備。以DADIN為摻雜材料制備的紅色發(fā)光器件ITO(80nm)/NPB(40nm)/Alq：DADIN(30nm)/Alq(30nm)