高性能有機電致發光材料的制備及器件研究.pdf

1、作為新一代平板顯示技術，有機發光二極管(OLED)又稱為有機電致發光(OEL)因為具有主動發光，響應快，可視角度大及制作工藝簡單等優點，受到學術和產業界的高度重視。目前阻礙OLED實用化和市場化的關鍵問題是有些顏色的發光效率較低、工作壽命短、量產難度大。開發高效率與量產性穩定的有機電致發光材料、探索新的器件制備工藝、優化器件結構、提高器件效率和壽命及探索彩色化的最佳方案等，仍然是研究工作的主要目標。本文針對上述問題，從材料合成、純化、新

2、型器件結構設計到器件優化做了一系列研究，主要內容如下： 合成了典型有機電致發光材料，如電子傳輸材料Alq與空穴傳輸材料NPB，通過對反應條件的控制及各項工藝參數的優化，我們得到了高產率的Alq與NPB的粗品材料，其純度分別達到了98.2％與95.5％。通過三溫區同時升溫的升華方法，我們對Alq與NPB進行了進一步的升華純化，得到了有機電子級純的Alq與NPB產品(純度高于99.9％)。三溫區同時升溫升華的方法不但提高了材料的純度

3、，而且還大大提高了提純效率，降低了提純過程中產物的損失。X射線衍射的結果表明，經多次提純后Alq與NPB材料的晶體粒度增大，材料的性能有所改善。以各種純度的Alq與NPB分別作為電子傳輸層與空穴傳輸層材料制作了發光器件。實驗結果表明隨著材料純度的提高，器件的性能也依次提高，這是因為隨著材料純度的提高，材料中雜質或缺陷濃度都會降低，這將減少雜質或缺陷對發光的淬滅與載流子傳輸的陷阱作用。雜質或缺陷濃度的減少將有利于激子的運動，提高器件中電子

4、和空穴復合的幾率，從而獲得更高的發光效率。 通過共摻雜方法，我們成功制備了以寬禁帶材料ADN為基質的紅、綠、藍三色發光器件，實現了以一種材料為主體的三基色發光。其中藍光器件的結構為ITO(80nm)/NPB(30nm)/ADN:DPAVB:TBPE(30nm)/Alq(30nm)/LiF(1nm)/Al(100nm)，經優化后器件的最大發光亮度達到5626cd/m2，最高發光效率6.2 cd/A，CIE色坐標為x,y=0.15，

5、0.19；綠色發光器件的結構為ITO(80 nm)/NPB(40 nm)/ADN:C545T:DMQA(30nm)/Alq(30nm)/LiF(1nm)/Al(100nm)，經優化后器件的最大發光亮度達到15153cd/m2，最高發光效率為10.8 cd/A，CIE色坐標為x,y=0.30，0.62。紅色發光器件的結構為ITO(80nm)/NPB(40nm)/ADN:C6:DCJTB(30nm)/Alq(30nm)/LiF(1nm)/A

6、l(100nm)，經優化后器件的最大發光亮度達到12847cd/m2，最高發光效率為4.9 cd/A，CIE色坐標為x,y=0.61，0.38；ADN材料具有的雙極性載流子傳輸特征，能夠捕獲多余的空穴，從而使器件中載流子的注入更加平衡，器件的性能得到提高。同時在一種主體材料中摻入雙摻雜客體材料，能使得主體材料與客體材料之間的能量傳遞更加充分有效，并且不同的客體分子同時摻入到主體材料中也可以減少同種分子間的自淬滅幾率，從而在很大程度上抑制

7、摻雜發光分子的濃度淬滅現象，使器件性能得到大幅提高。 從分子設計的角度出發，我們合成了一種新的藍色非摻雜發光材料TOBP及一種新的紅色摻雜材料DADIN。其中藍光材料TOBP是一種含嗯二唑基團的鄰菲噦啉衍生物，該材料具有良好的熱穩定性，玻璃化轉變溫度為Tg=142℃，熱分解溫度Td=325℃，以該材料為發光層制備的藍色發光器件ITO(80nm)/NPB(30nm)/TOBP(30nm)/Alq(30nm)/LiF(1nm)/Al

8、(100nm)的最大亮度達到4078cd/m2，器件的最高發光效率為2.7cd/A，CIE色坐標為x,y=0.15，0.10。而紅色發光材料DADIN是一種含毗喃腈、具有對稱結構的摻雜型電致發光材料，與柯達公司經典摻雜型紅色發光材料DCJTB相比，DADIN的合成、提純工藝簡單，產率高，更容易實現規?；苽?。以DADIN為摻雜材料制備的紅色發光器件ITO(80nm)/NPB(40nm)/Alq：DADIN(30nm)/Alq(30nm)