利用有机试剂掺杂的方法制备有机发光器件

利用有机试剂掺杂的方法制备有机发光器件

胡楠

胡楠

长春理工大学理学院吉林长春126006

有机电致发光器件由于其具有重量轻，成本低，视角宽，响应速度快，主动发光，发光亮度和效率高，能实现全色显示的优点，因而倍受科学界和产业界的重视。白光OLED（WOLED)相对于无机LED发光功率略低，价格偏高，但是OLED轻、薄、柔性、多彩、易变色面光源等优势仍有其固有的市场。白光有机电致发光WOLED(WhiteOrganicLirht-emittingDiode)有潜在的应用价值，比如可以用于实现彩色OLED，有机电致发光技术经过多年的发展，各种颜色的单色器件都可以实现。不过问题是，由于有机材料发光光谱较宽，造成了器件发光的纯度不够。红绿蓝三色中尤其是蓝光器件，效率，色纯度和寿命都未能达到商业化的要求。所以如果能获得高性能的白光器件，利用彩色滤光膜可以很容易得获得性能优良的单色器件，这对于实现全彩显示具有很重要的实际意义。WOLED还可以用做平板显示的光源。WOLED具有OLED的所有优点，比如全固态、效率高、驱动电压低、可做在柔软衬底上等等。从理论上说，WOLED的实现也不难，器件中按比例混合红、绿、蓝的发射光谱或者是两种补偿色的发光光谱。由于WOLED的发光光谱中没有紫外线和红外线，不会产生热量和辐射危害，WOLED还是一种典型的绿色环保光源。WOLED很有可能会成为新一代的固体照明光源。

一、实验步骤及原理

此研究中器件采用方块电阻为20Ω/□的ITO作阳极，1,1-双（4-二（4-甲基苯基）氨基苯基）环己烷（TAPC)作空穴传输材料，4,7-二苯基-1,10-菲罗啉（Bphen）作电子传输材料，MCP为磷光材料，4,4‘-双(9H-咔唑-9-基)联苯(CBP)为磷光材料，（PT-F)为蓝绿光材料.LiF作为电子注入材料，Al作为阴极。器件的各有机功能层及金属电极均通过热蒸镀的方式制备，在真空度为5.0×10-4Pa的环境下，我们利用掩膜板制成了3×3mm2的发光区域。器件的各功能层厚度及生长速度均由石英晶体振荡器监控，有机材料蒸发速率为1–2?/s，LiF蒸镀速率为0.1?/s，Al电极的蒸镀速率为10?/s。

器件的电致发光光谱(Electroluminescence,EL)、亮度，电压、电流特性是由SpectroscanPR655光谱仪和AgilentB2902A电流-电压测试仪组成的测试系统进行测量。有测试过程都在室温大气环境中进行。

所用结构式如下：

A1:ITO/m-M(30nm)/TAPC(10nm)/MCP:PT-1(2%,30nm)/Bphen(40nm)/LiF(1nm)/AL(100nm)

图OLED器件中MCP掺杂PT-F2%浓度下的电流密度、亮度、电流效率与流明效率图

上图为MCP与客体PT-F进行2%浓度的掺杂所得到的电流密度、亮度、电流效率、亮度效率的示意图，从图中我们可以看出在电流密度方面当掺杂浓度为2%，电压值为12V时获得主体材料在电流密度上的最大值。在亮度方面，当浓度为2%时，电压值为12V时获得两种材料在亮度上的最大值。上图为MCP主体材料与客体PT-F进行2%浓度的掺杂所得到的电流效率和功率效率的示意图，从图中我们可以看出在电流效率方面当掺杂浓度为2%时获得CBP主体材料在电流效率上的最大值。在功率效率方面，当掺杂浓度为2%时获得MCP主体材料在功率效率上的最大值。

结论

本文首次引入了MCP-PT-F激基复合物形成的黄色磷光材料，得到高效的荧光/磷光混合形式白光器件结构。使得激基复合物的单线态激子限制在MCP-PT-F界面处，而三线态能量能被磷光材料有效利用。实现白光OLED器件3.0V的开启电压。随着电压增加，激基复合物发光更加显著，黄色磷光材料PT-F的三线态之间发生猝灭，器件发光由暖白光向冷白光偏移。

作者简介：胡楠，长春理工大学理学院，微电子学与固体电子学，主要研究方向：有机发光材料。