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有机电致发光二极管(OLED)是目前最流行的显示技术,兼具效率高、光色健康和可以弯折等优点于一身。OLED已经成功运用在平板显示器和固态照明中。然而,有机发光二极管的工业化应用还受寿命和效率这两个难题的限制。本论文试图使用掺杂(Doping)技术提升OLED器件的性能,并对传输层以及发光层掺杂的具体原理以及实际的应用进行研究。这对于实现高效率长寿命的OLED器件的实际应用具有重大意义。本论文的研究内容包括:第一章:从论述OLED的背景、发展历史、优势和劣势,及其应用出发,提出本文具体的研究内容,以及对本研究的可行性进行讨论。第二章:从OLED的器件结构,功能分类、工作原理,以及性能参数等方面入手,详细梳理OLED的相关知识,为文章后续的讨论提供理论指导。第三章:主要对空穴传输层的掺杂性质进行了研究。主要对比分析了有机强电子受体材料 1,4,5,8,9,11-hexaazatriphenylene-hexacarbonitrile(HATCN)和无机材料MoO3完全不一样的掺杂机制。基于NPB:MoO3的空穴传输层可表现出明显的p型掺杂效应;而基于NPB:HATCN的空穴传输层却没有p型掺杂效应。HATCN小分子的扩散以及对ITO界面的改性效应可促成器件性能的改善。通过测试,我们验证了 HATCN分子的界面扩散效应。第四章:根据所获得的具有良好p型掺杂的空穴传输层,我们尝试将它创新性地应用于OLED器件中。与常规的基于p-i-n结构的器件相比,在n型掺杂电子注入层和阴极之间插入p型掺杂层后,可形成一种所谓p-i-n-p结构的器件,该器件的性能有了显著的提升。经过探究,我们发现,器件性能的提升主要归因于导电性的改善,热稳定性的增强以及对电子注入层的保护。第五章:探究发光层的掺杂对器件的影响。使用新型二苯并呋喃/螺二芴杂化主体和常用主体CBP进行了对比研究,发现使用该新型材料的器件,具有1.5倍的寿命延长。我们进一步探究了使用该新型材料的器件寿命提升的内在原因。例如,我们分别对发光区黑点的生长情况、发光薄膜的结晶性质以及电荷复合区域的光电性质进行了对比分析。我们最终认识到:更高的玻璃化转化温度,可以更有效地的抑制器件工作状态时薄膜的结晶;更宽的电荷复合区域,可以更有效地增强器件的稳定性。第六章:探究具有窄带隙的主体材料在蓝色磷光有机发光二极管上的应用。一种新的主体材料 2,8-bis(9,9-dimethylacridin-10(9H)-yl)dibenzo[b,d]furan(DBF-DMS)被合成出来,用它作为主体的蓝色磷光有机发光二极管可以达到26.6%的外量子效率。新材料DBF-DMS载流子注入传输能力的增强和稳定性的提高,使得器件具有更低的驱动电压和更长的寿命。经过器件结构的进一步优化,获得了工作寿命超过100小时的器件(而通常蓝色磷光器件的工作寿命远远小于这个数值)。像DBF-DMS这样具有窄带隙和高三重态能量的主体材料可以成功地用于制备高性能的蓝色磷光有机发光二极管器件中。第七章:对全文进行总结,得到最终结论。综上所述,本文对OLED器件中的掺杂问题进行了深入研究。阐明了对空穴传输层进行有机和无机材料掺杂的一些区别,消除了误解;成功地将p型掺杂传输层运用在特别的领域,制备出具有p-i-n-p结构的OLED器件;理解了主体材料对于掺杂发光层的重要作用;通过合成和使用合适的主体材料,实现了高效率和较长寿命的蓝色磷光OLED器件。