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新型有机AT电子传输材料性质及其对有机电致发光器件性能的影响

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致谢

摘要

序言

1.1 概述

1.2 有机电致发光的历史背景和进展

1.3 有机电致发光器件存在的问题与展望

1.4 本论文的研究意义与主要工作

2 有机电致发光器件及所用材料

2.1 有机电致发光器件的基本原理

2.1.1载流子的注入

2.1.2载流子的传输

2.1.3激子的形成

2.1.4激子的传输与退激发

2.2有机电致发光器件所用材料

2.1.1电极材料

2.1.2载流子传输材料

2.1.3发光材料

2.1.4主体材料

2.3有机电致发光器件的结构

3 有机AT电子传输材料的性能研究

3.1 AT电子传输层材料热稳定性研究

3.1.1实验过程

3.1.2实验结果与分析

3.2有机AT电子传输层材料能级结构研究

3.2.1电化学工作站原理

3.2.2实验过程

3.2.3实验结果与讨论

3.3 有机AT电子传输层材料载流子迁移率特性研究

3.3.1空间电荷限制电流理论

3.3.2实验过程

3.3.3实验结果与讨论

3.4本章小结

4 AT电子传输层材料对绿光PHOLED器件的性能影响

4.1 绿光PHOLED器件的制备流程及工艺

4.2不同AT电子传输层材料对绿光PHOLED器件性能的研究

4.2.1实验过程

4.2.2实验结果与讨论

4.3 采用Liq掺杂AT电子传输层的优化及其对绿光PHOLED器件性能的影响

4.3.1 不同浓度Liq掺杂的AT414电子传输层优化

4.3.2 Liq掺杂AT电子传输层对绿光PHOLED器件性能的影响

4.4本章小结

5.1工作总结

5.2工作展望

参考文献

作者简历及攻读硕士/博士学位期间取得的研究成果

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摘要

有机电致发光器件(organic light-emitting diode,OLED)中空穴和电子这两种载流子的迁移率有非常大的差别,电子的迁移率小于空穴的迁移率,因此提高器件的电子注入及传输能力一直是OLED研究领域中的一个重要方向。基于本实验团队研发的一系列具有电子传输性能的新型有机AT电子传输层(ETL)材料,本文表征分析了这一系列电子传输材料的物理性质以及化学性质,并研究了其载流子传输性能;将其应用在磷光有机电致发光器件(PHOLED)中,提高了器件的性能以及稳定性。本论文主要的研究工作为:
  (1)首先对新型AT系列有机ETL材料的性能进行表征及分析,包括热稳定性、能级结构和载流子迁移率特性。分析结果表明AT414的性能相对更优良,玻璃转化温度达到了171.07℃,且具有较高的电子亲和势和较高的载流子迁移率,在电场强度为E=106V/cm的条件下其电子迁移率为7.4394×10-3cm2/(V·s),是一种较好的电子传输材料。
  (2)其次研究了基于不同AT ETL材料电致发光器件的性能。器件以双极性材料E228为主体材料,MG05为客体材料,分别采用四种不同AT电子传输层材料AT412、AT414、AT418、AT420,并以传统电子传输材料Alq3做对比,制备了不同结构的绿光PHOLED器件。研究结果发现,采用具有较高玻璃转化温度、电子亲和势和电子迁移率的AT414电子传输材料,电致发光器件性能最好。在此基础上,利用Liq掺杂AT414进一步提升电子注入和传输性能,研究了不同Liq掺杂浓度对器件性能的影响。发现当Liq掺杂浓度为50%时,获得了最佳的器件性能:在20mA/cm2电流密度下,器件亮度达到11090cd/m2,电流效率为55.45cd/A,开启电压为2.2V;随着Liq掺杂浓度的增大,器件的开启电压不断降低。此外,Liq掺杂进其他电子传输层材料AT412、AT414、AT418、AT420,器件的开启电压得到明显的改善。器件性能的提升说明Liq掺杂电子传输层可提高其导电性,降低电子的注入势垒,因此降低了器件的开启电压,使得器件在效率和亮度方面都有一定程度的提高。

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