界面电荷调控实现高效溶液法白光有机电致发光器件

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近几年,白光有机电致发光器件(WOLED)因其在制备全彩色显示器和超薄柔性光源片等应用中展现出巨大潜力,已经成为显示照明领域的研究热点。溶液法的制备工艺能更好地满足商业化大尺寸的要求,但是溶液法制备的WOLED通常使用多掺杂的单发光层结构,二至三种不同能带结构的客体材料导致WOLED器件结构存在发光层以及各有机功能层能级匹配困难的问题,同时界面处的电荷积累会导致非辐射复合和进一步的焦耳热,这些因素将会阻碍获得高效稳定的WOLED。本论文研究主客体材料的选择以及界面激基复合物的设计,有效的减少了界面电荷累积,实现了高效率、高显色指数、发光稳定的WOLED。实验内容包括以下几个方面:(1)利用界面激基复合物能够减少界面势垒,使电子无障碍地在界面处就能与空穴复合形成激子,研究构建了适用于WOLED器件的具有高三线态且ΔEST小的界面激基复合物主体,界面激基复合物的给体材料选用了m-CBP,受体材料选用了PO-T2T。首次使用了蓝色TADF材料Spiro AC-TRZ作为WOLED客体材料的蓝光来源,选用了红色磷光材料Ir(MDQ)2acac作为其互补色,通过优化两种材料的掺杂比例,获得了CIE坐标为(0.35,0.39)的白光发射。(2)在(1)的基础上构建了客体掺杂浓度与以界面激基复合物为主体的器件相同的单主体器件。通过对比两种器件J-V-L曲线,电流密度-电流效率曲线以及发光寿命,直观地展示了界面激基复合物对WOLED发光性能的显著提升和器件稳定性的增强。通过对两组器件的瞬态电致发光光谱测试,验证了界面激基复合物主体有效地减少了WOLED器件界面电荷,并提出了理论解释,分析了电子和能量传递机制。(3)将聚合物电解质PSS-Na掺杂PEDOT:PSS层提高了功函数,增加PVK空穴传输层,设计了梯度势垒,进一步减小了界面空穴积累,最终获得了外量子效率(EQE)为22.9%,电流效率为52.8 cd/A,亮度为4733 cd/m~2,显色指数(CRI)达到80,在1000 cd/m~2下CIE坐标为(0.35,0.39)的WOLED,该器件效率也是目前文献报导的溶液法制备基于TADF发光材料WOLED的最高效率。该论文为解决WOLED能级难以很好匹配和界面电荷积累以及焦耳热问题,从而实现高效稳定WOLED提供了新的思路和解决方案。图55幅,表3个,参考文献82篇。
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