通过选择绿色磷光材料(2’,6’-双(三氟甲基)-2,3’-联吡啶)四苯基亚氨基二次膦酸酯作为发光材料制备一系列的有机发光二极管。同时,4,4',4″-三(咔唑-9-基)三苯胺(TcTa)和9,9'-(2,6-吡啶二基二-3,1-亚苯)双-9H-咔唑(26DczPPy)分别被选为发光层(EMLs)1和2的主体材料,因为它们具有相对匹配的能级和较高的载流子迁移率。通过对单发光层器件与双发光层器件的性能进行分析发现,双发光层器件结构的设计有助于拓宽空穴和电子的复合区间,从而提高电致发光(EL)效率。最后,获得了启亮电压为3.1 V,最大亮度为12600 cd/m 2,电流效率为37.15 cd/A,最大外量子效率为10.34%,最大功率效率为28.23 lm/W的器件。

为研究主体材料对绿色有机发光二极管性能的影响,选择能级匹配的电子传输材料1,3,5-三(6-(3-(吡啶-3-基)苯基)吡啶-2-基)苯(Tm3PyP26PyB)作主体材料制备了单发光层(EML)器件,与以双极性主体材料9-(4-叔丁基苯基)-3,6-双(三苯基甲硅烷基)-9H-咔唑(CzSi)制备的单发光层器件作对比。另外,采用空穴传输能力较好的4,4',4″-三(咔唑-9-基)三苯胺(TcTa)作第一发光层的主体材料,Tm3PyP26PyB和CzSi分别作第二发光层的主体材料制备双发光层器件进行对比。相比于Tm3PyP26PyB,CzSi为双极性主体材料,以CzSi为双极性主体材料有利于促进器件中载流子平衡并拓宽复合区间,以其制备的单、双发光层器件均具有较好的性能。以CzSi制备的单发光层器件的最大亮度、电流效率、功率效率分别为8634 cd/m 2、18.70 cd/A、16.78 lm/W;双发光层器件的最大亮度、电流效率、功率效率分别为10770 cd/m 2、30.12 cd/A、30.52 lm/W。

为研究激基复合物器件激子复合区域的变化, 在TPD/BPhen界面可形成激基复合物发光的基础上, 以Ir(pq)2(acac)为探测层, 制备器件ITO/MoO3(2.5 nm)/TPD((40-x) nm)/Ir(pq)2(acac)(0.5 nm)/TPD(x, x=0,3,6,10 nm)/BPhen(40 nm)/Cs2CO3/Al, 其中靠近BPhen的TPD称之为间隔层。电致发光光谱表明, 该组器件的激子复合区域主要位于Ir(pq)2(acac)薄层和TPD/BPhen界面, 分别发射595 nm和478 nm的光。随着TPD间隔层厚度的增加和电压的升高, 发光区域向激基复合物区域(TPD/BPhen界面)移动, 即更多的电子和空穴在TPD/BPhen界面形成激基复合物发光, Ir(pq)2(acac)发光减弱。当间隔层厚度由0 nm增至10 nm时, 6 V电压下的Ir(pq)2(acac)和激基复合物发光强度的比值由44降至1.5。对于间隔层厚度为6 nm的器件, Ir(pq)2(acac)和激基复合物发光强度的比值由6 V时的2.8降至10 V时的1.0。由此可见, 激基复合物给体作间隔层能有效调节激子复合区域。

本文建立了双层有机发光二极管中载流子的注入、输运和复合的理论模型.模型中采用了较合理的无序跳跃模型来处理界面问题.计算和讨论了空穴传输层厚度和内界面处的空穴势垒对器件复合效率和复合区域宽度的影响.结果表明:器件结构的变化导致电场强度在器件中的重新分布,空穴传输层厚度和内界面处空穴势垒的变化对器件的复合效率和复合区域宽度有重要影响.