白色有機(jī)電致發(fā)光器件的制備及其多色顯示的研究.pdf

1、本文的研究內(nèi)容屬于有機(jī)電致發(fā)光顯示(OLED)技術(shù)領(lǐng)域。作為一種新型的固體平板化顯示器件，OLED以其主動顯示、視角大、響應(yīng)時(shí)間短、功耗低、工作溫度范圍廣、像素高等諸多的優(yōu)勢吸引了人們的目光。近年來，白色有機(jī)電致發(fā)光材料及其顯示器件的發(fā)展非常迅速，因?yàn)榘坠夂w整個可見光區(qū)的紅、綠、藍(lán)三種基色，將白色OLED器件與較為成熟的微電子刻蝕彩色濾色膜技術(shù)相結(jié)合，能夠得到制備工藝簡單、重復(fù)性好，成本低的全彩色OLED器件。這是目前獲得全彩色顯示的

2、最佳方案之一，也將是OLED器件實(shí)用化、商品化的一個切入點(diǎn)。因此，研究白光OLED具有重要的意義。而本文即是以制備純白色有機(jī)電致發(fā)光器件為基礎(chǔ)，將白色OLED作為背光源并與彩色光學(xué)濾色片相結(jié)合，探索了OLED多色顯示的可能性。 我們首先從有機(jī)電致發(fā)光的核心——材料入手，經(jīng)過大量的調(diào)研，選擇并合成出了一種具有寬帶熒光光譜、能涵蓋大部分可見光區(qū)的電致發(fā)光材料HBT，為了提高器件的發(fā)光性能，進(jìn)而又合成出效率高、穩(wěn)定性好、近白光的HBT

3、金屬配合物：Zn(BTZ)2，并將其制成單一發(fā)光層，結(jié)構(gòu)簡單的OLED器件(ITO/PVK：TPD/Zn(BTZ)2/Al)，獲得了近白色的電致發(fā)光，其EL光譜的色坐標(biāo)已位于白場范圍之內(nèi)。為了提高器件的亮度，我們將器件的背電極由鋁(Al)換為鎂銀合金(Mg：Ag)，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，功函數(shù)較低的陰極材料有助于提高器件的發(fā)光亮度。 隨后，我們首次將熒光染料rubrene摻入到Zn(BTZ)2電致發(fā)光器件發(fā)光層之中，制備了不同摻雜濃度比

4、電致發(fā)光器件，器件結(jié)構(gòu)為： ITO/PVK：TPD/Zn(BTZ)2：rubrene/Mg：Ag/Ag，通過相應(yīng)的EL光譜圖及色坐標(biāo)值，確定了實(shí)現(xiàn)純白色電致發(fā)光時(shí)，Zn(BTZ)2：rubrene的最佳摻雜濃度比為0.05％，從而得到了色坐標(biāo)值為(x=0.339，u=0.339)，量子效率值為0.35％，亮度值達(dá)1200cd/m2的純白色明亮電致發(fā)光；并且此摻雜型白光器件色坐標(biāo)隨外加驅(qū)動電壓在很大變化范圍內(nèi)(10-25V)的變化

5、很小，均非常接近于白色等能點(diǎn)。討論了rubrene的摻雜機(jī)制問題，并詳細(xì)分析和研究了摻雜劑rubrene對Zn(BTZ)2電致發(fā)光器件各項(xiàng)光電性能產(chǎn)生影響的原因，提出在Zn(BTZ)2和rubrene之間存在很強(qiáng)的能量傳遞，并從電荷轉(zhuǎn)移和能帶結(jié)構(gòu)兩方面解釋了產(chǎn)生這種能量轉(zhuǎn)移的內(nèi)在機(jī)制和深層次原因。 此外，我們將具有空穴傳輸特性的藍(lán)光材料β-NPB和具有電子傳輸特性的Zn(BTZ)2作為兩層發(fā)光層，將熒光染料rubrene摻入β-

6、NPB中，在發(fā)光層之間引入了具有空穴阻擋作用的BCP層(5nm)，制備了一種雙層結(jié)構(gòu)的白色有機(jī)電致發(fā)光器件(ITO/PVK：β-NPB：rubrene/BCP/Zn(BTZ)2/Mg：Ag/Ag)。該器件在5V電壓下起亮，18V電壓下的亮度和色坐標(biāo)分別為1600cd/m2和(0.31，0.33)，最大外量子效率為0.21％。此器件的色度比不含或含較厚BCP層(大于5nm)的器件均有了很大的改善，同時(shí)從器件的能帶結(jié)構(gòu)和空穴阻擋層厚度兩方面

7、探討了色度改善的原因。 為了探索有機(jī)電致發(fā)光多色顯示的可能性，我們將單一發(fā)光層的白色OLED作為背光源，首次將其與彩色光學(xué)濾色片相結(jié)合，獲得了較純的三基色(紅、綠、藍(lán))發(fā)光并測得它們的發(fā)光強(qiáng)度、色度與光譜。此外，我們還首次將色度學(xué)中的混色原理應(yīng)用的到OLED領(lǐng)域，把得到的三基色發(fā)光按不同的比例進(jìn)行混合，得到了較純的白色混合光，為了驗(yàn)證實(shí)現(xiàn)OLED多色顯示的可能性，我們將理論上計(jì)算出白色混合光的色度和亮度與光度計(jì)(PR-650)測