有机电磷光器件的研究

自1987年C.W.Tang等人首次报道以Alq_3为发光材料的多层结构有机电致发光器件以来，由于其简单工艺、低成本、主动发光、快速响应以及大面积和柔性可弯曲显示等特点，使其在未来的平板显示领域显示了诱人的应用前景，其研究倍受关注。近些年来，有机发光二极管己经开始商品化。其中，三重态电磷光有机发光材料以其在效率，亮度等方面的优秀性能表现，成为了该领域重要的研究课题。在众多的电磷光材料中，重金属铱的配合物的很多优点引起了广泛的研究。铱配合物电磷光不仅具备了磷光材料理论上可能达到了100％内量子效率的优势，还以其独特的金属一配体电荷跃迁发光性质实现了可见光范围内的全色发光。本论文主要研究了有机电磷光铱配合物的电致发光性能，从不同分子结构铱配合物在不同掺杂浓度下的优化、器件结构设计、母体材料选择以及电磷光发光器件的瞬态特性等方面进行了详细研究，开发出了高效率纯红光有机电磷光发光器件，实现了高效率单层电磷光聚合物发光二极管，用稀土配合物做电磷光掺杂的母体在一定程度上解决了电磷光器件在高电流密度下快速退化问题，对有机电磷光器件的三重态一三重态湮灭和激子衰减动力学过程有了初步认识。（1）研究了几种新型红光铱配合物的电致发光性能：①开发出了以毗嗦为配体的铱配合物，发现其发光光谱（光致和电致）均比哇琳为配体的铱配合物有大幅度的红移，如此制备出了主峰在677nm，色坐标为（0.71，0.28）的深红色有机电磷光器件，器件的外量子效率达到了5.5％以上；②比较了以嗯哇和噬哇为配体的配合物的电致发光性能，发现在结构相近的情况下，电负性越强的原子导致发射光谱蓝移，而在配体上引入高电负性O原子在一定程度上提高了器件的电致发光性能。（2）在高效有机发光器件的制备和结构优化等方面开展的一系列工作得到了如下结论：①不同取代基团配体铱配合物依赖于掺杂浓度，通过优化器件可以获得最好的电致发光性能。②用旋涂方法，通过对电子和空穴注入和传输的调控制备出了高效率单层有机电磷光发光器件，最大发光效率达到了25.2cd／A，由于减少了电子和空穴在磷光分子的直接俘获，避免了空间电荷积累引起的空间电场问题，使器件的电致发光性能得到了显著地提高。③研究了用稀土试络合物作为主体材料，掺杂一种铱配合物的电磷光有机发光二极管的电致发光性能，发现在较高的电流密度下，器件的电致发光效率仍然保持较好的稳定性，有效地降低了三重态一三重态湮灭引起的退化问题。（3）我们用瞬态电致发光方法详细研究了电磷光有机发光器件的三重态一三重态湮灭和激子衰减动力学过程，确定了不同取代基团苯基噬哇铱配合物的三重态激子的寿命τ、三重态一三重态湮灭常数K和饱和电流以及它们与器件电致发光效率的关系，这方面的研究对澄清有机发光器件的工作原理和退化机制，进一步改善器件性能具有重要意义。