有机电致磷光器件异质结界面的电特性与器件寿命的关系

有机异质结界面由于其结构与性能的"陡峭性"成为影响有机电致发光器件寿命的一个重要因素。本项目提出研究有机电致磷光器件异质结界面的电特性与器件寿命的关系。首先设计和制备具有pin结构、双发光层、单有机异质结界面的电致磷光器件，提出四种方案对界面结构进行修饰，从而获得一系列具有不同界面结构的器件样品；通过脉冲电压驱动下器件的电容-电压以及电流-电压测量分析，研究多种界面结构器件中的电场分布及界面俘获电荷的分布，探明界面俘获电荷密度对器件寿命的影响规律，给出表征器件电学老化的物理参量；阐明界面电荷陷阱的形成机理，提出解决有机电致磷光器件电学老化的有效措施，通过对该器件结构进一步优化，使器件的寿命比典型的磷光器件"阳极/NPB/Ir(ppy)3+CBP/BAlq/Alq3/阴极"高1-2。本项目的研究成果将为OLED器件的优化设计和高性能OLED的开发提供科学的依据。

有机异质结界面由于其结构与性能的"陡峭性"成为影响有机电致发光器件寿命的一个重要因素，因此本项目提出研究有机电致磷光器件异质结界面的电特性与器件寿命的关系。通过大量的研究得出：.（1）界面电荷陷阱是影响器件寿命的一个重要因素，界面电荷陷阱形成的主要原因是界面能垒和界面缺陷的存在导致载流子在界面的积累，界面电荷积累 会形成化学不稳定的阳离子, 从而导致有机材料劣化，因此减少或取消器件的异质结界面是提高器件寿命的有效途径之一；空间电荷陷阱也是导致器件寿命降低的另一重要因素，空间电荷陷阱的产生主要是发光层主体的单极传输特性造成，因此不仅构建电子、空穴传输平衡的载流子传输体系，还须构建电子、空穴传输平衡的发光层，提高激子的形成几率，减少漏电流，减少由此产生的焦耳热，这是提高器件寿命的又一重要途径；另外扩展发光区域，减小光劣化是提高器件寿命的另一途径。.（2）在传统器件的设计中，为了实现载流子注入、传输的平衡，为了将长寿命的三线态激子有效地限制在发光层中，常需要构建能级匹配的多异质结结构，以实现器件高的发光效率。然而延长器件的寿命希望减少异质结界面。我们的研究表明，只要构建电子、空穴传输平衡的载流子传输层、发光层，减少异质结界面、甚至取消异质结界面，同样可以实现高的发光效率。.（3）代表性的优化器件数据：参考器件：ITO/NPB/ CBP:Ir(ppy)3/Bphen/Alq3/LiF/Al.设计、制备了单异质结、p-i-n结构器件ITO/ CBP:MoO3/ CBP:Ir(ppy)3/Bphen/ Bphen:Cs /LiF/Al，其最大功率效率为32.1lm/W ，最大电流效率为40.9cd/A, 分别是参考器件的3.1倍和1.83倍；同时，器件寿命也得到了有效提升，是参考器件的15倍。.设计、制备了无异质结界面的混合主体结构器件ITO/ CBP:MoO3/ CBP: Bhpen（1:1）: 6%Ir(ppy)3/Bphen /LiF/Al，最大功率效率为37.2lm/W，最大电流效率为40.3cd/A, 分别是参考器件的3.5和1.8倍，其寿命是参考器件的46倍。.以上研究成果为OLED器件的优化设计和高性能OLED的开发提供科学的依据。