论文部分内容阅读
有机电致发光器件（OLED）具有发光效率高、驱动电压低、响应速度快、柔性可弯曲等特点，在平板显示及固态照明中得到了广泛应用。OLED发展至今已经初步实现了商业化应用，然而仍然存在一些问题需要研究与完善。在效率方面，蓝光OLED的效率普遍较低，而基于磷光材料的蓝光OLED在高亮度时效率下降严重。在光源品质方面，白光OLED的显色指数、色温等方面需要进一步改进。本论文从以上问题出发，基于一种新型铂配合物磷光材料开展了一系列基础研究，利用该材料实现了高性能的蓝光及白光OLED，并通过激光泵浦探索性地研究了该材料的激光特性。论文的主要研究内容包括以下方面：（1）对新型蓝色磷光材料Platinum(II)[1,1-(5-methyl-1,3-phenylene)bis(3,5-dimethyl-1H-imidazol-2-ylidene)] chloride（Pt-460）的光致发光特性进行了详细研究，发现它在高浓度掺杂的固体薄膜中可以同时发射单体的蓝光（460nm）和激发二聚体的红光（600nm）。并通过激发光谱和吸收光谱的测试，证实了该激发二聚体的发光源自于Pt-460单体分子间的相互作用。（2）在基于Pt-460的蓝光OLED器件中，详细研究了发光层及电子传输层对器件效率的影响。通过引入双极性的主体材料，在合适的器件结构中可以改善发光层中的载流子平衡，提高器件的效率；而选用合适的电子传输层可以促进载流子的注入，降低器件的工作电压，进一步提高器件性能。（3）结合单极性蓝光主体N,N-dicarbazolyl-3,5-benzene（mCP）和双极性蓝光主体材料3,6-bis(diphenylphosphoryl)-9-phenly-9H-carbazole（PPO2）各自的优势，在双主体材料共掺杂（co-host）的器件结构中，实现了电流效率和功率效率分别为12.9cd/A和9.6lm/W的蓝光器件。而在双发光层器件结构中，器件的电流效率可提升至19.7cd/A。当使用PPO2作为电子传输层时，在双发光层器件中可以得到电流效率和功率效率分别为24.2cd/A和16.9lm/W，CIE色坐标为（0.16,0.26）的天蓝光OLED。（4）基于双发光层器件结构，在Pt-460的掺杂浓度为12%时，获得了高性能的白光OLED。使用PPO2作为电子传输层时，器件电流效率和功率效率可达到30.3cd/A和20.8lm/W。同时该白光OLED的显色指数在亮度为1000cd/m2可达到83，CIE色坐标为（0.32,0.34），接近理想白光发射的（0.33,0.33）。（5）在Pt-460单发光体的器件中，首次实现了色温可调的白光OLED，其CIE色坐标可沿普朗克轨迹变化，产生类似于太阳光的发光特性。通过荧光寿命测试，可以发现Pt-460激发二聚体的寿命较长，在器件工作过程中比单体发光更容易达到饱和，造成了白光器件的电致发光光谱随电流密度的变化。（6）通过激光泵浦Pt-460掺杂薄膜，探索性地研究了Pt-460的激光特性。然而，未能在其激光泵浦的发射光谱中观察到放大的自发辐射现象，说明Pt-460不具有光增益特性。通过分析可知，在自然状态下，磷光材料中的三线态吸收往往大于三线态发光，因此要在Pt-460这类的磷光材料中实现激光会比较困难。