高性能叠层白光有机发光器件的制备

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有机电致发光器件(Organic light-emitting device,OLED)具有材料选择范围广,工作电压低,发光视角宽,可制作在大面积柔性衬底上等独特优势,引起了大众广泛的兴趣。白光有机电致发光器件(White OLED,WOLED)与无机发光器件(LED)相比具有更宽的发光光谱,因此作为光源更容易产生高显色白光,提供健康、舒适的照明环境。目前,兼顾显色特性与效率且制备工艺简单的叠层WOLED仍有待进一步开发。本文制备了高性能的叠层暖白光OLED,为充分发挥叠层WOLED的应用潜力提供了一些切实有效的方法。论文内容主要分为以下几个方面:1、使用电荷产生层(Charge generation layer,CGL)Liq/Al/HAT-CN制备了蓝黄互补的叠层WOLED。通过比较不同结构的叠层双色器件在相同电流密度下的发光光谱、工作电压以及亮度,阐明了CGL中的电荷产生及注入过程。在10mA/cm2和20 mA/cm2电流密度下,比较了叠层白光器件和蓝光、黄光单节器件的工作电压与亮度,证明了CGL的有效性。当电流密度为240 mA/cm2时,叠层白光器件最高亮度为11420 cd/m2。器件发光光谱稳定,当驱动电流密度从10mA/cm2增加到30 mA/cm2时,蓝光成分比例仅增加5%。对于叠层器件中存在的弱微腔效应,我们根据微腔理论,通过光学模拟计算进行了深入研究。2、通过简单的电荷产生层CsN3/Al/HAT-CN连接荧光蓝光单元和磷光红绿双色单元,实现了光谱稳定的高效叠层暖白光OLED。研究了红绿双色器件颜色稳定的原因和CGL高效电子注入的机理。当驱动电流密度从2 mA/cm2增加到34 mA/cm2时,叠层暖白光OLED的一般显色指数Ra高于85,特殊显色指数R9约为57。Duv在(±0.0054)范围内,确保了有关Ra和R9的计算结果的有效性和合理性。叠层暖白光OLED的最佳效率为38.0 cd/A和22.9 lm/W,并且在1000cd/m2的亮度下效率保持在35.5 cd/A和17.2 lm/W。3、通过精确限制激子复合区域并充分利用激子之间的能量转移,制备了多发光层结构的高效暖白光OLED。白光器件的颜色稳定性优良,显色指数高。暖白光OLED的最大效率为21.4 cd/A,25.8 lm/W。随着工作电流密度从10 mA/cm2增加到60 mA/cm2,CIE(Commission Internationale de l’Eclairage)坐标的变化仅为(0.004,0.007),Ra保持在80左右,R9高于20。色容差Duv满足显色指数测量的标准,全色域面积指数GAI的值在90到100之间,满足高品质照明光源的要求。最后,本文对光谱稳定的原因进行了分析。
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