基于载流子和激子限制结构的全磷光白光有机发光二极管

由于有机电磷光材料具有高效特征，因此在白光有机发光二极管（WOLED）照明领域被广泛看好。但磷光器件在高电流密度时存在发光效率严重衰减的问题，这极大影响了它在实际照明中的应用。本项目将设计和制备具有载流子和激子限制结构的高性能全磷光WOLED。通过构筑和优化限制结构中的共混发光层或异质结双发光层，能有效控制载流子的平衡注入和三重态激子的局部累积，不但可以提高白光器件的发光效率,减缓效率随电流衰减，同时还可以提高显色指数和色坐标稳定性。照明应用要求WOLED在高亮度下具有高效率、高显色指数和稳定色坐标，开展本项目研究具有重要意义。

本项目以全磷光白光OLED为研究对象，通过设计和构筑合理的载流子和激子限制结构，使注入的电子和空穴能够在发光层有效复合，形成的三线态激子能够被磷光发光材料充分利用，从而提高白光OLED的发光效率、显色指数和光谱稳定性等综合性能，为发展OLED照明应用提供了良好的器件基础。项目的主要研究内容和成果包括：. 1）制备出具有单主体双发光层结构的互补色全磷光白光OLED，设计的器件结构为ITO/PEDOT:PSS/NPB/TCTA/TCTA:(fbi)2Ir(acac)/TCTA:FIrpic/TmPyPB/LiF/Al。这种白光器件的最大功率效率达到52.1 lm/W，在亮度1000 cd/m2时为40.3 lm/W，色坐标CIE在(0.36-0.45，0.44-0.46)之间，显色指数CRI在60左右。. 2）制备出具有双主体双发光层结构的互补色全磷光白光OLED，发光层结构为TCTA:FIrpic/CBP:(fbi)2Ir(acac)。经过优化，这种互补色白光OLED的最大功率效率达到50.7 lm/W，在亮度1000 cd/m2时为41.9 lm/W，CIE为（0.33，0.40），CRI为65.7。. 3）制备出三基色全磷光白光OLED，发光层结构为TCTA:(MQD)2Ir(acac)/TCTA:(ppy)2Ir(acac)/TCTA:FIrpic。经过优化，这种三基色白光器件的最大功率效率达到50.3 lm/W，在亮度1000 cd/m2时为41.3 lm/W，CIE在(0.41±0.01，0.43±0.01)之间，表现出良好的光谱稳定性，CRI大于80（亮度1000 cd/m2时CRI为82）。外量子效率在亮度1－10000 cd/m2范围内仅由最大值16.9%降低到16.5%。. 4）制备出四色全磷光白光OLED，发光层结构为TCTA:(piq)2Ir(acac)/TCTA:(ppy)2Ir(acac)/TCTA:FIrpic/(fbi)2Ir(acac)。经过优化，这种四色白光器件的最大功率和外量子效率分别达到42.0 lm/W和17.7%，在亮度1000 cd/m2时分别为34.0 lm/W和17.1%，CIE为(0.45，0.45)，CRI高达87。