1997年,Forster等人发现有机电致磷光现象,打破了有机电致发光器件(organic light-emitting diodes, OLEDs)量子效率为25%的理论极限,使OLEDs的发展进入崭新的时期。经过十几年的不断发展,有机电致磷光无论在理论还是器件效率等方面都获得了巨大的进步；在这发展过程当中,铱配合物是研究的最为广泛的一类高效磷光材料。有机电致磷光器件(phosphorescence OLEDs, PhOLEDs)的发光层(emitting layer, EML)常常采用主客体掺杂结构来避免材料的浓度淬灭等负面影响,主体材料与客体材料的掺杂比例对器件的发光性能有着非常重要的影响。通常情况下,进一步提高器件性能的方法有采用具有低功函数材料作阴极、在器件结构中引入空穴和电子传输层(hole/elctron transport layer, HTL/ETL)以及退火处理等；其中退火处理操作简单、工艺简洁、应用较广且效果明显。本论文以蓝光铱复合物磷光材料双(4,6-二氟苯基吡啶-N,C2)吡啶甲酰合铱(FIrpic)为客体材料、三线态能级较高的高分子聚合物聚乙烯咔唑(PVK)和小分子材料4,4’-二(9-咔唑)联苯(CBP)为主体材料,配制了不同浓度的FIrpic溶液及不同掺杂比例的混合溶液FIrpic:PVK、FIrpic:CBP,研究了利用各种溶液制备的薄膜的光致发光(photoluminescence, PL)特性。实验结果表明：利用不同浓度溶液所制备FIrpic薄膜的光致发光光谱中,都在476、500和530nm附近有三个发光峰,但各发光峰的相对强度随溶液浓度(薄膜厚度)的改变而变化。在相同的制备条件(转速、旋涂溶液的量)下,当FIrpic溶液浓度增大时,476nm附近发光峰强度不断降低,530nm附近发光峰强度不断增强,整个光谱有红移的趋势,呈现出黄绿色发光。在主客体掺杂体系中,随着主体材料PVK含量的增大,FIrpic在530nm处的发光被明显地抑制,当FIrpic:PVK的掺杂比例小于8%时,只能观察到476nm与500nm处的发光峰,其发光颜色为蓝色。在FIrpic:CBP小分子掺杂体系中,不同掺杂比例的混合薄膜PL发光特性也有类似规律。本文研究了磷光材料FIrpic掺杂浓度及热退火对其发光性能的影响。不同掺杂浓度的薄膜及其电致发光器件的发光颜色都随FIrpic浓度的增大由蓝色逐渐变化到黄绿色。纯FIrpic薄膜的吸收光谱和光致发光光谱在440nm-480nm范围内有明显的光谱重叠,476nm处的发光强度随FIrpic掺杂浓度增大而降低的主要原因是其自吸收效应引起的。测量了不同激发密度下电致发光及光致发光光谱,发现530nm处的发光强度随激发强度的增大而增强,证实了530nm处的发光是来源于FIrpic分子间的激基缔合物(excimer)发光。通过比较热退火前后电致发光器件光谱的变化,进一步证实了热退火促进FIrpic分子聚集增强了FIrpic分子间的辐射跃迁发光。通过优化电致发光器件结构并对器件进行热退火,得到一系列发光高亮度、发光颜色从蓝色逐渐变化到黄绿色可调的有机电致发光器件。
