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利用高效蓝光器件结合色彩转换膜实现白色有机电致发光的研究认领

作者：

焦志强

学位授予单位：

天津理工大学

摘要：

白色有机电致发光器件（WOLED）以其具有高亮度、宽视角、低功耗和易柔性化等优势，在固态照明和显示领域表现出了很大的应用潜力。而利用色彩转换膜（colorconversion layer, CCL）结合蓝光器件实现白光器件这一技术的探索，因具有制备工艺简单，成本较低，更容易实现商品化等优势，已经引起各界的关注。因此，研究这项通过色彩转换法实现WOLED的技术具有重要的理论意义与实际应用价值。本论文围绕利用色彩转换膜结合蓝光器件实现WOLED，从色彩转换膜的制备以及蓝光器件的性能提高等方面开展了一系列的研究，具体研究工作如下： 1.色彩转换膜的制备。分别采用真空蒸镀和旋涂甩膜进行制备DCJTB色彩转换膜，并结合基于蓝色荧光材料TC-1759的蓝光器件，经由蓝色电致发光和由部分蓝光激发色彩转换膜所获的红色光致发光进行混色，实现白光发射。对于真空蒸镀转换膜，制备了一系列器件，当厚度为170 nm，驱动电压从6 V增加到11 V时，白光器件的CIE色坐标仅从（0.36, 0.34）变化到（0.32, 0.32），且在8 V时器件的色坐标为（0.34, 0.33），器件的最大亮度和最大电流效率分别为1, 348 cd/m2和1.37 cd/A。然后为了简化器件制备工艺，我们选择了旋涂甩膜的工艺制备色彩转换膜。对得到的白光器件性能研究后发现，该器件的发光性能与真空蒸镀制备转换膜器件的性能几乎相同。 2.蓝光器件性能提高的研究。一方面，通过在空穴传输层NPB中插入一层超薄的LiF夹层，并通过改变其厚度以及在NPB中的位置，对空穴的传输进行有效的控制，使得在发光区域中的空穴和数量得到有效的平衡，提高了器件的发光效率。采用此结构蓝光器件的最大电流效率从3.85 cd/A提高到了5.21 cd/A。另一方面，采用CuPc作为电子注入缓冲层，有效提高电子的注入，改善发光区域中电子和空穴的不平衡问题，使得器件的电流效率得到明显提升。其后又引入MoO3作为空穴注入缓冲层提高空穴的注入，最大程度提高发光区域中空穴和电子的复合几率，最大限度地提高了器件的亮度。当CuPc和MoO3的厚度分别为15 nm和2 nm时，基于TC-1759非掺杂型单发光层蓝光器件的最大亮度、最大电流效率分别达到了24, 060 cd/m2和5.66 cd/A。 3.白光器件性能提高的研究。分别把前两部分中所得到最优化色彩转换膜和高效蓝光器件进行结合，进而实现结构简单且效率较高色彩稳定的白光OLED器件。对于限制空穴的白光器件，最大电流效率从1.37 cd/A提高到了1.78 cd/A。而对于增加电子传输的白光器件，器件的最大亮度和最大电流效率分别提高到了3, 764 cd/m2和1.88 cd/A，且当驱动电压为8 V时，最佳色坐标为（0.34, 0.33），很接近于白色等能点。 4.对采用色彩转换法实现白光发射的工作进行了总结，并提出后续的工作安排。

摘要译文

关键词：

白色有机电致发光器件; 色彩转换膜; 色稳定性; 载流子; 电流效率

学位年度：

2012

学位类型：

硕士

学科专业：

凝聚态物理

导师：

华玉林吴晓明

中图分类号：

TN383.1;TN383[发光器件⑨]

学科分类号：

0803[光学工程];080501[材料学];080502[材料物理与化学];080902[微电子学及固体电子学]

D O I：

10.7666/d.Y2232664