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高效溶液法制备延迟荧光电致发光器件研究

谢莉莎;王会;孟令强;陈必强;王鹰

【摘要】本文以2-[对-N,N-二苯基氨基-苯基]-S-二氧硫杂蒽酮(TXO-TPA)为发光

材料,4,4,4”-三(9-咔唑基)三苯胺(TCTA)为主体材料,通过溶液法与真空蒸镀相结

合的工艺,制备了高效延迟荧光型电致发光器件.为了考察不同电子传输材料对器件

性能的影响,分别选取TmPyPB、TPBI、BCP、Alq3作为电子传输层制备器件,并

对器件的性能进行系统的研究.结果表明:由于1,3,5-三(1-苯基-1H-苯并咪唑-2-基)

苯(TPBI)具有合适的HOMO/LUMO能级、高的电子迁移率以及高的三重态能级,

利于电子的传输和激子的阻挡,以其为电子传输层的器件显示出最佳的性能,器件的

开启电压低至3.6V,电流效率达到16.2cd/A,最大的EQE达到5.97％.

【期刊名称】《影像科学与光化学》

【年(卷),期】2015(033)004

【总页数】8页(P292-299)

【关键词】溶液法;延迟荧光器件;电子传输层;有机发光二极管

【作者】谢莉莎;王会;孟令强;陈必强;王鹰

【作者单位】北京化工大学生命科学与技术学院,北京100029;中国科学院理化技

术研究所光化学转换功能材料重点实验室,北京100190;中国科学院理化技术研究

所光化学转换功能材料重点实验室,北京100190;中国科学院理化技术研究所光化

学转换功能材料重点实验室,北京100190;北京化工大学生命科学与技术学院,北京

100029;中国科学院理化技术研究所光化学转换功能材料重点实验室,北京100190

【正文语种】中文

自1987年Tang［1］报道了有机电致发光二极管（OrganicLight－Emitting

Device，OLED）以来，OLED以其柔性、超薄、自主发光、视角宽、能耗低以及

可大面积加工等优点，作为新型的显示照明技术而受到广泛关注。在早期的荧光发

光器件中［2］，由于受电子自旋统计规律的限制，理论上仅有25%的单重态激子

可以以辐射跃迁的形式而发光，而其中75%的三重态激子则由于T1→S0的自旋

禁阻而无法得到利用，导致荧光OLED器件的内量子效率（InternalQuantum

Efficiency，IQE）最高仅为25%。由于重金属元素的引入可大大地增强材料分子

内自旋－轨道的耦合（spin－orbitcoupling），有利于三重态激子的获得以及实

现高效率有机磷光电致发光器件，使器件的内量子效率可突破常规的理论约束，而

达到100%［3］，并且在实际上也已出现了器件外量子效率（External

QuantumEfficiency，EQE）超过30%的文献报道［4］。然而值得注意的是，

磷光发光材料多为铱（Ir）、铂（Pt）、锇（Os）等贵重的过渡金属配合物，由于

其结构复杂及金属原料稀缺等原因，以致合成成本较高，且该类器件在高电流密度

下稳定性降低导致体系效率的滚降严重［5－6］。因此，寻找和开发新的原料来

获得高效率及稳定性好的器件，就成为当前重要的研究内容。

近几年来，具有三重态特征的延迟荧光由于可突破传统的荧光器件25%的内量子

效率限制而成为当前研究的热点之一。特别是热激活的延迟荧光材料（Thermally

ActivatedDelayedFluorescence，TADF）［7－10］具有极小的单重态－三重

态的能差，因此它可在室温下使三重态激子通过反向的系间穿越、而上转换为单重

态激子，并以辐射跃迁的形式发射荧光，实现100%的内量子效率。目前，这类延

迟荧光发光器件的研究主要集中在发展新型的发光材料上［11－19］，而器件的

制备工艺则主要为真空蒸镀的方式，溶液法制备该类器件的方法鲜有报道。鉴于溶

液法与常规蒸镀的方法相比，具有掺杂比例易于调控、操作简便等优点，亟需开展

相应的研究。本文是在以TXO－TPA为延迟荧光材料的基础上采用溶液法制备了

延迟荧光式的OLED器件，并系统地研究了电子传输材料物化性质对于器件性能

的影响。

1实验部分

1．1试剂和仪器

实验中聚（3，4－亚乙基二氧基噻吩）－聚苯乙撑磺酸（PEDOT：PSS）购于台

湾Lumtec公司，所用的有机光－电材料（TCTA、TmPyPB、TPBI、BCP、Alq3

等）购于吉林奥