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聚合物电致发光器件由于在平板显示领域具有广阔的应用前景而受到了广泛研究。但要实现真正的商业化生产,还有许多问题需要解决,诸如器件的发光效率、寿命、稳定性等方面。高性能聚合物发光二极管的实现,一方面有赖于开发出新型高性能的共轭聚合物体系,另一方面则需要在器件方面进行优化设计。本文的主要目的是在研究本实验室合成的聚合物发光材料性能基础上对其进行优化涉及,争取实现高亮度、高效率和高稳定性的聚合物发光二极管。
由于大多数共轭聚合物是p型半导体,传输空穴能力要强于传输电子,通常通过在聚合物中掺杂电子传输材料或在发光层与电极之间插入电子传输层/空穴阻挡层来调制载流子的输运平衡。MEH-PPV是研究较多的一种发光材料,由于其链间易形成聚集态,链内缺陷导致共轭长度分布宽,所以其发射峰通常较宽。我们在MEH-PPV中掺杂小分子电子传输材料PBD,发现PBD除传输电子外,还阻挡空穴的注入和传输,促进了载流子的注入平衡。通过研究发现,掺入PBD后MEH-PPV的EL光谱红移且发生窄化,当PBD掺杂浓度为40%时MEH-PPV的EL光谱窄化最明显,EL光谱半高宽从90nm减小到44nm。
聚合物共混经常用于发光器件的优化,我们通过选择聚合物绿光材料PFOBT15和红光材料PFO-DBT15与MEH-PPV共混,通过调节共混比例,并研究共混体系器件的光物理性质,发现共混体系可以发生有效的Forster能量转移,从而改善了器件的发光性能。我们发现:1.MEH-PPV与绿光材料PFOBT15共混体系的电致发光峰相对于纯MEH-PPV的发光峰发牛了蓝移,半高宽从90nm减小到了38nm;2.在MEH-PPV与红光材料PFO-DBT15共混体系中,当共混比例为MEH-PPv/PFO-DBT15=4:96(wt%)时,器件的外量子效率由纯PFO-DBT15器件的1.41%提高到2.84%。我们还研究了Polymer在经过热处理后器件性能的变化以及共混体系器件的稳定性。