新型复合空穴注入材料/电子传输材料改善OLED发光性能的研究

论文摘要

经过不断的探究和改进,有机电致发光器件（OLED）逐渐开始从一项实验室技术向商品化转变。但是,OLED仍然面临着一些问题有待改进。其中,高效率的OLED器件一直是研究者追求的目标,而通过对功能材料的选择和器件结构优化来促进载流子的注入和传输是提升OLED发光性能的有效方法之一。本论文通过材料选择和结构优化,分别从空穴注入层和电子传输层入手,对发光器件中载流子的注入和传输进行了探究,最终使三类OLED器件的发光性能均得到了明显提高。具体开展的研究工作包括以下几个方面:1.设计出了一种结构新颖的复合空穴注入层（c-HIL）MoO3/Al/MoO3,将其应用于OLED器件中,使其空穴注入能力明显提升,驱动电压也得到降低,从而实现了器件发光性能的改善。首先,通过AFM、SEM、XPS、透过率等多种测试手段对c-HIL进行了表征与机理分析,证实了薄层Al沉积在MoO3上会将Mo6+还原为较低价态从而提高器件的空穴注入能力;进而通过空间限制电荷的理论计算以及交流阻抗测试验证了c-HIL对OLED空穴注入效率的提升作用;最终制备出的最优化OLED器件与参比器件相比,其启亮电压降低了18.2%,9 V驱动电压下的亮度提高了4.3倍,电流效率则提升了14.9%。2.利用溶液法制备出PEDOT:PSS-MoO3的复合空穴注入层,通过调节掺杂比例,得到了最优化的复合空穴注入层。利用AFM、SEM、透过率和接触角等测试对复合空穴注入层进行了表面形貌及光学特性表征;通过XPS、开尔文探针和交流阻抗等方法分析了复合空穴注入层的价态、能级与电荷传输特性。结果表明掺杂MoO3后改善了复合空穴注入层的薄膜质量且提高了其功函数,进而促进了空穴注入能力的提升。将最优化的复合空穴注入层应用于溶液法制备的小分子OLED器件中,其启亮电压比参比器件降低了约0.3 V,而电流效率则由3.2 cd/A提高到4.1 cd/A。3.利用旋涂法制备了SnO2薄膜,将其与PEI薄层作为复合电子传输层用于倒置结构的OLED器件中,采用结构优化和发光层掺杂的方法有效地降低了器件的启亮电压并提高了其发光性能。首先通过XRD和AFM对SnO2薄膜进行了表征,然后通过添加PEI修饰层对SnO2层进行隔离钝化避免了缺陷对激子的猝灭。此外,通过PL光谱和激子瞬态寿命分析了在电场作用下发光层掺杂体系中形成了激基复合物,提高了激子的辐射效率。最终制备出的最优化的复合电子传输层发光器件相比于参比器件,其启亮电压降低了约1 V,最大发光亮度从1023 cd/m2增大到了8532 cd/m2,器件的发光效率也从最初的0.85 cd/A提高到了4.2 cd/A。

论文目录

文章来源

类型: 硕士论文

作者: 高思明

导师: 印寿根

关键词: 有机电致发光器件,复合空穴注入层,溶液法

来源: 天津理工大学

年度: 2019

分类: 基础科学,信息科技

专业: 物理学,无线电电子学

单位: 天津理工大学

分类号: TN312.8;O482.31

总页数: 65

文件大小: 3367K

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