有机电致发光器件中磷光发光效率研究

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近几年来,有机电致发光显示器件(OLED)由于其在平板显示技术中具有的巨大应用价值而吸引了人们极大的兴趣。在不断更新技术和产品的同时,人们对如何利用三重态激子的磷光发射从而提高OLED量子的效率给予了极大关注。本文在前人工作的基础上,对有机电致磷光发光器件(EPH)中电致发光效率进行了理论研究,本文的主要工作如下:1.研究了以方向二胺类衍生物(TPD)为主体三(2-苯基吡啶)(Ir(ppy)3)为客体有机磷光掺杂系统的能量转移过程,导出了主客体之间能量转移的几率(η)的计算公式。计算表明:(1)主客体分子之间的距离(R)与主体分子之间的距离(RHH)对系统的能量转移速率有较大的影响。当RHH由0.8nm增加到2.4nm时,主客体三重态能量转移的速率(KHG和KGH)随R的增加成指数倍的增加,但随RHH的增加而减小;(2)当R<0.9nm时,η随R的增加而减少,RHH的变化对η影响相对可以忽略。当0.9nm<R<1.1nm时,RHH(<1nm)对η的变化起主导作用而且与它同方向增加。然而,当R>1.1nm时,η的值可能为负,此时,有机磷光电致发光器件的高效率可能归功于载流子在客体上的直接复合而非主客体之间的能量转移;(3)Foster能量转移半径R0越大,Gibb’s能量越低,越有利于主客体之间的能量转移。2.基于电荷的注入与复合以及T-T湮灭过程建立了有机电致磷光器件中发光效率的理论模型。计算并讨论了注入效率、复合效率以及电致发光效率随外电场的变化情况。结果表明:(1)注入效率随外电场的增加而增加,复合效率随外电场的增加而减小;(2)低电场下电致发光效率随外电场的增加而缓慢增加,高电场下电致发光效率随外电场的增加而降低;(3)电致发光效率随主客体分子之间距离的增加而降低。因此,我们认为:低电场下电致发光效率由注入过程决定,高电场下电致发光效率由复合过程支配。3.从经验公式出发,基于T-T湮灭过程,建立了有机电致磷光发光器件中复合宽度和外量子效率的理论模型。计算表明:(1)随外加电压升高,器件的复合宽度减小,外量子效率增加;(2)随器件厚度的增加,复合宽度相应增加,但外量子效率在不同的电压下呈现不同的变化趋势;(3)外量子效率随复合电流密度的增大而显著降低。讨论了外加电压和器件厚度对复合宽度的影响,分析了外量子效率随外加电压、器件厚度及复合电流密度变化的原因。
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