基于蓝色磷光材料Firpic和黄色荧光材料Rub的WOLED摘要:有机磷光电致发光器件的发现,使OLED的发光效率比起荧光OLED有很大的提高这主要是由于有机磷光材料可以打破自旋禁阻的限制,使本来禁阻的三重态激子参与发光,使得OLED内部量子效率在理论上能够到达100%而磷光染料单独使用时,其寿命较长,存在三重态-三重态间浓度湮没,所以有机电致磷光器件多采用主客体掺杂体系作为发光层然而蓝色有机电致发光器件的性能却一直落后于红光和绿光器件,主要存在发光效率低、色纯度不饱和、稳定性差等缺乏,严重制约了全彩色显示的开展所以要获得高效的白光磷光WOLED器件,蓝色磷光材料的选择是关键关键词:蓝色磷光材料主客掺杂体系高效白光本实验选用蓝色磷光材料Firpic,并以MCP为主体材料掺杂Firpic为蓝色磷光发光层,以TPBi:Rub为橙红色荧光发光层,获得了白色有机电致发光器件器件结构为ITO/MoO3/TCTA/MCP:Firpic/MCP/TPBi:Rub/TPBi/CdS/LiF/Al实验过程首先制备了ITO/MoO3/TCTA/MCP:Firpic/Rub/TPBi/CdS/LiF/Al,通过改变Rub的厚度,发现无法获得想要的白光。
为了获得白光,提高荧光材料的寿命,提出了TPBi:Rub的橙红色发光层,通过改变TPBi:Rub的掺杂比例,改变功能层厚度的方法,发现掺杂浓度为1%,且MCP:Firpic层和TPBi:Rub层厚度为15nm和20nm时,获得了高效率白光1实验过程实验使用MoO3作为电子注入层,TCTA作为电子传输层,MCP:Firpic作为蓝色发光层,TPBi:Rub作为橙红色发光层,TPBi作为空穴传输层和电子阻挡层,LiF/Al作为复合阴极MoO3、TCTA、TPBi、CdS的厚度分别固定在10nm、20nm、20nm、0.6nm不变,实验过程首先制备了ITO/MoO3/TCTA/MCP:Firpic/Rub/TPBi/LiF/Al,无论怎么改变Rub的厚度,得到的器件均不理想,无法获得想要的白光为了获得白光,提高荧光材料的寿命,提出了TPBi:Rub的橙红色发光层,利用Rub染料本身的载流子俘获空穴特性与TPBi母体转移来的能量发射荧光特性,获得了高亮度的白光器件实验首先制备了掺杂浓度为1%、3%、5%、7%的器件,并且发光层厚度均定为30nm,30nm,发现掺杂浓度为1%和3%时,均可以看到橙红色和蓝色发光峰,但没有获得理想的白光,掺杂浓度为5%和7%时,只看到了橙红色发光,所以把TPBi:Rub层的掺杂浓度定为1%和3%,并改变发光层MCP:Firpic,MCP,TPBi:Rub层厚度,器件A〔15nm,2nm,20nm,1%〕,B〔20nm,0nm,20nm,3%〕,C〔20nm,2nm,20nm,1%〕,D〔20nm,2nm,20nm,3%〕,当掺杂浓度为3%器件主要以橙红光发射为主,蓝色发光几乎没有,所以掺杂浓度为1%,且MCP:Firpic层和TPBi:Rub层厚度为15nm和20nm时,获得了白光,。
器件的阳极用的是ITO玻璃在蒸镀有机材料薄层之前,依次用丙酮、无水乙醇、去离子水超声反复清洗ITO玻璃基片,枯燥后置于多源有机分子气相沉积系统的腔室内,腔内真空度小于510-4Pa,有机薄膜的蒸发速率控制在0.1~0.2nm/s的范围内,LiF的蒸发速率约0.01nm/s,金属Al的蒸发速率约1.5nm/s,蒸镀过程中采用FTM-V型石英晶体膜厚监测仪监测厚度,通过keithley2400和光谱扫描光度计PR655对器件的亮度,电流,电压,发光光谱,色度进行测量测量需在空气中室温条件下进行2实验结果与讨论由图1电流密度-电流效率曲线可知,器件A的最大效率为8.8cd/A,是器件B4.4cd/A的2倍,是器件C3.8cd/A的2.3倍,是器件D2.6cd/A的3.4倍器件A和器件C相比,MCP:Firpic层的厚度减少5nm,效率却提高了2.3倍,原因是更薄的MCP:Firpic层,导致电荷更好地在发光层中传输器件B比器件D的效率高主要是因为使用了极薄的MCP间隔层,有效的阻止了发光层内部的能量转移器件C比器件D效率高,说明掺杂比例为1%时,可以使载流子极大的复合,获得更高的效率由图2电压-亮度曲线可知,器件A的启亮电压最低,启亮电压为4.5V,其次是器件C为5V,B,D均为5.5V。
在相同电压下,器件A获得的亮度最大,最大亮度为17750cd/cm2器件A与其他器件相比,主要是减少了MCP:Firpic层的厚度,厚度减少了,导致载流子在发光层注入的阻力减少了,增加了载流子的注入,导致器件在很低的电压下,获得了更高的亮度器件亮度也与掺杂浓度有关,1%的掺杂浓度获得了更高的效率,说明TPBi:Rub层掺杂浓度为1%时,载流子能够极大的复合,从而提高器件亮度,减少器件启亮电压如图3电压-电流密度曲线可知,器件A在相同电压下的电流密度最大,这仍然因为薄的MCP:Firpic层被使用,且使用了MCP间隔层,使复合区域远离界面,防止了载流子在界面的积累,减少了T-T湮灭和T-P湮灭,提高了载流子的迁移率,从而提高了器件的电流密度图4为器件A在8v时的归一化光谱图,从光谱图中可以看到主要有两个发光峰,一个来自Firpic的蓝色发光峰,一个为Rub的黄色发光峰,且器件A的CIE坐标为〔0.36,0.42〕,器件根本可以获得白光3结语15nm厚的MCP:Firpic层,导致载流子在发光层注入的阻力减少了,增加了载流子的注入,导致器件在很低的电压下,获得了更高的亮度,MCP薄层的使用有效的阻止了发光层内部的能量转移,使发光层能够更好的复合,1%的橙紅色发光层TPBi:Rub层,有效的提高了载流子复合几率,增加了器件的效率,最终获得CIE坐标为〔0.36,0.42〕,最大效率为8.8cd/A,最大亮度为17750cd/cm2的白光器件。
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