高文宝[1]2003年在《梯度掺杂有机电致发光器件研究》文中研究表明1、提出利用梯度掺杂的方法提高器件发光效率。考虑到提高器件的发光效率,就需要实现载流子从正负电极处的平衡注入,使载流子或所形成的激子尽量限制在有源区(掺杂区)内,同时也需要考虑母体材料与客体材料之间是否有良好的能量转移或载流子转移效应。由于我们通常采用的电子传输材料Alq_3不仅具有良好的电子传输性能同时也能够传输空穴,因此在一般掺杂结构器件中Alq3层并不能阻止未参与复合发光的空穴的传输,而到达阴极的空穴又会引发电极处的淬灭效应。因此为了获得高的发光效率,应该有效地防止未参与复合发光的空穴通过未掺杂Alq_3层传输到达阴极。基于此,我们提出了在电子传输层(Alq_3)和空穴传输层(NPB)同时梯度掺杂rubrene的方法,形成双发光区,实现载流子的很好限制,提高了器件的发光效率。并利用DCJTB红光染料作为检测剂,确证了对于双发光区梯度掺杂器件,在靠近NPB:rubrene/Alq3:rubrene界面处的NPB:rubrene层是主要的发光区的结论,主要发光区远离阴极降低了激子在阴极处的淬灭效应,提高了器件的发光效率。2、对在由梯度掺杂方法形成的互掺过渡层中掺杂荧光染料的高效发光器件的研究。我们提出的互掺过渡层是在生长过程中,NPB浓度逐渐下降而Alq3浓度逐渐上升形成梯度掺杂形式的互掺过渡层结构。通过对互掺过渡层掺杂rubrene,使得器件的最大效率在10V达到7.96cd/A,最大亮度在35V达到49,300cd/m~2,是目前基于rubrene的黄光掺杂器件中比较好的
杨宇[2]2012年在《新型掺杂结构白光有机电致发光器件制备及其性质研究》文中研究指明本论文设计并成功制备了两种掺杂结构白光器件，分别通过界面两侧双掺杂层和发光层采取梯度浓度掺杂的结构，改善白光器件的色度稳定性及显色指数，提高器件的整体性能。两种白光器件的结构分别为：(I)ITO/NPB/NPB:dopant/Bepp2:dopant/Bepp2/LiF/Al，其中dopant=Rubrene、DCJTB，(II) ITO/NPB/Bepp2:DCM(x%)/Bepp2:DCM (y%)/LiF/Al。以上两种器件均是利用蓝光主体材料与红/橙光掺杂客体之间的不完全能量转移（F rster能量转移机理），使主/客体材料按照一定比例同时发射，复合形成白光。器件I分别考察了DCJTB和Rubrene两种客体材料。当使用DCJTB为客体材料，双掺杂层浓度均为0.1wt%时，器件的最大亮度为19670cd m2，最大电流效率和流明效率分别为4.29cd A1和4.21lm W1，色坐标稳定的保持在（0.33，0.31）附近。另外，引入TCTA对该器件性能进行了优化，最大亮度可以达到23910cd m2，最大电流效率为5.97cd A1，最大流明效率为4.49lm W1，CIE坐标接近白光等能点达到（0.327±0.006，0.340±0.007），无论从亮度、色坐标、光谱稳定性上看均是一个较理想的白光器件。该器件的特点是充分认识到由于NPB同Bepp2具有相当的载流子传输能力，造成两者界面两侧均有载流子的复合并产生激子，并通过双掺杂的结构充分利用以上激发态能量，从而实现高效且稳定的白光发射。改用Rubrene为发光客体，采用同样的双掺杂层结构，却没有得到如DCJTB作为客体材料时色度稳定的白光发射。通过对比DCJTB和Rubrene分别与Bepp2掺杂膜的PL谱，发现后者同Bepp2间的能量转移没有同前者间的充分，这导致了高驱动电压下由Rubrene产生的长波长发射的不足，从而引起白光品质的下降。器件II采用橙红光染料DCM作为客体材料，发光层中掺杂浓度为x=0.2wt%、y=0.5wt%时，器件达到最佳性能，从10cd m2到10000cd m2的亮度范围内，得到了稳定的色坐标（0.334±0.002，0.337±0.007），非常接近白光等能点（0.33，0.33）；器件最大亮度为14000cd m2以上，最大电流效率和流明效率分别可达14.0±0.35cd A1和9.2±0.25lm W1，最大外量子效率为5.6±0.15%。所获得白光具有较高的显色指数（CRI，79－81），及较为合适的色温值（5400－5600K）。该器件的最大特点在于通过在发光层的不同区域采用不同掺杂浓度的手段，来应对不同驱动电压下激子复合区域的移动或宽化以及主客体材料的不同程度激发的问题，从而实现整个驱动电压范围内较为恒定的白光发射。
吴宇坤[3]2017年在《面向有源显示的有机电致发光器件研究》文中研究指明有机电致发光器件(organic light-emitting diodes,OLEDs)因具有材料合成简单、制备工艺容易、重量轻、自发光、色域广、可集成在不透明或者柔性衬底等优点,被业界认为是继阴极射线管、液晶之后的新一代显示技术。经过叁十年来的发展,虽然OLED相关显示产品已从实验室悄然走入到我们的日常生活中,但是科研工作者对OLED器件性能的追求从未停止。OLED在工作寿命、成本、集成度等方面的综合性能还需要进一步提升。本论文面向有源显示,侧重于研究实用化的简单结构迭层OLED以及与低压驱动电路相兼容的顶发射OLED。本文的研究内容如下:(1)首先提出了“简单结构迭层OLED”的设计思想,即器件的上下发光单元及电荷产生单元(charge generation layer,CGL)均要求结构简单。本文选用Mo Ox作为最简单的CGL,Bphen:Li F作为CGL电子抽取层,连接两个简单结构黄色发光单元CBP/CBP:PO-01/TPBi,制备了简单结构黄色磷光迭层OLED,并通过优化CGL与下发光单元的注入势垒、改善发光区的载流子平衡等手段,最终获得了相对于单层器件电流效率翻番,功率效率相差无几的高性能简单结构迭层OLED。(2)首次突破前人在CGL选材以及结构设计方面的限制,选用最常见的空穴传输材料NPB以及电子传输材料Bphen设计了缓冲层修饰的非掺杂p/n型CGL,即Li F/NPB/Bphen/Mo Ox,通过系统研究器件性能与迭层OLED总厚度之间的变化关系,最终获得厚度仅为150 nm的高性能绿色磷光迭层OLED,电流效率从对应单层器件的38.5 cd/A提高到77.6 cd/A。NPB和Bphen不仅做CGL材料,还作为迭层器件上下发光单元的空穴传输层和电子传输层,材料种类的减少可以简化实验流程,提高可靠性,降低生产成本。同时,这种p/n型CGL也为国内外同行提供了开发高性能迭层OLED的新思路。(3)基于Ir(ppz)3、Bphen又开发出两款有效的缓冲层修饰p/n型和n/p型CGL。详细研究CGL缓冲层Mo Ox、Li F在电荷生成过程中所扮演的角色;利用热电子发射理论、隧穿模型解释了基于同种材料体系的两种CGL的不同电荷产生过程;在n/p型CGL插入2 nm的Ir(ppz)3:Mo Ox缓冲层进一步优化了迭层OLED的性能,使其获得了较好的光电性能指标,最大电流效率接近传统单发光层器件的两倍;最后通过对比Bphen/NPB与Bphen/Ir(ppz)3的界面电荷转移特性,认为Bphen/NPB并不适合做非掺杂的n/p型CGL。(4)利用Mo Ox掺杂层空穴注入特性好、电导率高、热稳定性好等优点分别制备了面向p型及n型TFT电路的顶发射OLED以及倒置顶发射OLED。在顶发射器件方面,发光层Tm PPPy Tz:Ir(ppy)3具有双极性传输特性,有利于载流子的平衡;50 nm Tc Ta盖层的使用也提高了器件的光耦合输出效率;4 V的电压条件下,顶发射器件的亮度达4755 cd/m2,性能优良。在倒置顶发射器件方面,制备了蓝、绿、红叁色的倒置顶发射OLED,由于微腔效应的作用,蓝绿器件较传统底发射器件的外量子效率提高15%左右;由于红光染料带系较窄,材料的内量子产率会随微腔环境的变化出现较大幅度的变动,最终使得红光倒置顶发射OLED的外量子效率提高了100%。最后将优化后的顶发射OLED移植到SVGA微显示芯片中,显示效果良好。
石弘颖[4]2014年在《高效、色稳的柔性顶发射白光有机发光二极管》文中进行了进一步梳理柔性顶发射白光有机电致发光器件（FTEWOLED）由于轻薄便携、高效环保、大开口率和独特的弯曲性能，在全彩显示和固态照明等领域有巨大的应用潜力。本文以柔性顶发射白光有机发光二极管为主要研究对象，结合光学仿真、器件制备与表征测试的结果，对器件结构、载流子传输和发光机制进行剖析，逐步提高了器件的性能与颜色质量。本文首先探索基于CBP和SPPO1为发光主体的顶发射白光有机发光器件（TEWOLED），并通过光学模拟和器件制备实验优化器件结构。我们在柔性基底PET上制备了具有电学平衡的P-I-N传输层结构和稳定的蓝/红/蓝叁明治型发光结构的TEWOLED。同时我们还利用ZnS作输出耦合层、MoO3作基底缓冲层，改善了器件颜色质量和FTEWOLED机械稳定性。为了进一步提高FTEWOLED的亮度和效率，我们采用宽带隙材料TCTA作为器件的发光主体，使器件亮度超过10,000cd/m2、效率超过10cd/A。接着，我们通过调整红光层位置和梯度掺杂，分析了器件中的主要复合区域和红光分子俘获发光机制；同时，根据第一发光层掺杂与未掺杂蓝光客体的对比，我们证明了电子在TCTA中的注入深度和第一层蓝光对光谱稳定性的作用。基于前期对发光机制的研究结果，我们将FTEWOLED发光层结构改进为空穴传输主体TCTA和电子传输主体SPPO1的结合，并且通过减小暖色光厚度和浓度、引入橙色材料PO-01以及选择10纳米Ir(ppz)3作为电子阻挡层等手段，有效提高了器件白光谱中的蓝光组分，改善了白光的色度。接着我们利用超薄发光层试探法、瞬态发光寿命测试和单载流子器件等方法，系统地分析了发光层中的工作机制，得到了复合区域随着电流的增大向阳极移动、FIrpic到PO-01之间存在稳定的能量转移和蓝色磷光FIrpic分子有助于空穴传输等结果。最后，我们制备了具有P-I-N结构、TCTA/SPPO1双发光主体的蓝/橙/蓝叁发光层FTEWOLED，获得了最大亮度23,340cd/cm2、最大电流效率和最大光功率效率分别达到24.49cd/A和15.39lm/W的暖白光。器件的色坐标在（0.465，0.45）附近，从启亮到最大亮度的色坐标变化仅为（-0.0087，0.0015）。本文实现了超高性能且颜色十分稳定的FTEWOLED，属于目前报道的最佳的柔性顶发射白光有机电致发光器件。
王经[5]2014年在《渐变掺杂技术在有机发光二极管中的应用》文中认为掺杂是在有机发光二极管（OLED）中被广泛应用的一种技术。将发光材料掺杂在适当的发光层主体材料中，可使电致发光的量子效率得到大幅提升；而将p型或n型掺杂剂分别掺杂在对应的空穴或电子传输层的主体材料中，可以显着提高载流子的注入与传输特性，改善器件的功率效率。通常，在这两种应用掺杂技术的有机层中，所使用的材料都是互相均匀掺杂的，但这种均匀掺杂技术仍然存在一定缺陷。本文旨在研究一种新型的渐变掺杂技术，将其引入有机发光二极管器件结构设计中以弥补均匀掺杂的不足，进而提高器件性能。围绕这一课题，本文展开了如下工作：渐变掺杂技术在发光层中的应用本文首先设计了一种简化结构的磷光有机发光二极管，利用常用蓝光发光主体材料同时作为发光层和传输层，不仅降低了工艺复杂度和材料成本，还有效地减少了因载流子在发光区域附近累积所造成的激子淬灭效应。基于这一简化有机发光二极管的器件设计方法，本文研究了渐变掺杂技术在发光层中的应用。渐变掺杂主体结构是在保证发光材料掺杂浓度不变的前提下，将两种主体材料的浓度分别由高到低和由低到高，线性渐变共混的结构。相比较于传统的双发光层和混合主体结构而言，渐变掺杂主体结构可以显着拓宽载流子复合区域，从而提高器件效率，降低效率滚降。为了简化器件的制备，本文进一步提出一种梯度掺杂以拟合渐变掺杂的浓度变化。经过优化，采用梯度掺杂主体结构的器件在亮度为1000cd/m2和10,000cd/m2时外量子效率分别高达21.0%和19.3%，效率滚降仅为8.0%。渐变掺杂技术在传输层中的应用本文首次提出了一种新型的非线性渐变掺杂技术。在传输层的渐变掺杂掺杂中，靠近电极处的高浓度掺杂可以有效提高载流子的注入性能，而靠近发光层处的低浓度掺杂不仅可以保证载流子具有较高的迁移率，同时可以还防止掺杂剂的扩散。同时，中间区域的渐变掺杂可以为载流子提供平滑的传输通道。通过实验可以证明，在空穴传输层和电子传输分别采用渐变掺杂均可以显着提高器件的电流特性和功率效率。
郭闰达[6]2017年在《简化结构的低功耗白光有机电致发光器件研究》文中进行了进一步梳理近年来,基于OLED(Organic light-emitting device)技术的显示产品层出不穷,诸如叁星公司主打的AMOLED智能手机、LG公司推出的超轻薄OLED电视、索尼公司开发的VR头显等都已经进入人们的生活。除了在移动终端、电视、智能可穿戴、游戏等领域的强势表现,基于OLED技术的照明产品也正从展会走向市场。OLED经过叁十年的发展,已经从单纯的基础研究转向于大力开发产品的阶段,为了适应低成本、高性能的发展要求,需要对OLED进行更深层次的优化。白光OLED(WOLED)无论在实现全彩色显示上还是在固态照明方面都发挥着重要的作用,本文从简化WOLED器件结构设计、改善WOLED器件性能以满足实用化需求的角度出发,探索制备结构简单、低功耗、高效率的WOLED的方法。主要研究成果包括以下几个方面:1、以底发射结构为基础,开展了单一母体双发光层结构WOLED的研究。采用具有双极传输特性的主体材料26DCz PPy作为发光层中的唯一母体,提出了“梯度能量转移”的方法,充分利用能量转移机制,以蓝色磷光染料FIrpic作为桥梁,实现从26DCz PPy向FIrpic再向黄色磷光染料PO-01的高效能量转移,成功解决了单一母体结构中较为普遍存在的高效蓝光染料母体不能兼作高效黄光染料母体的问题。我们所设计的单一母体结构的WOLED能够有效减少有机层中界面势垒的数量,有利于改善载流子的注入、传输,降低器件的驱动电压,通过发光层结构的优化,能够有效拓宽激子复合区,提高激子利用效率,并且各发光单元相互独立从而有利于分别加以调控,减小了工艺难度、提升了器件的稳定性。基于这种方法的白光器件的最大电流效率和功率效率分别达到39 cd/A和30lm/W,对应最大外量子效率EQE为13.7%。发射光谱受电压变化影响较小,器件亮度由100 cd/m2增加到10000 cd/m2时色度坐标值仅从(0.35,0.45)变化到(0.34,0.43)。2、从开发利用新材料体系的角度出发,开展了基于新型膦氧型母体材料DBFDPO制备低开启、高效率的WOLED的研究工作。DBFDPO以二苯并呋喃为主体并在其邻位上引入两个二苯基膦氧基团,其叁线态能级高达3.16 e V,玻璃化温度为191℃,是较为理想的电子传输型磷光染料的母体。我们利用其兼作蓝光染料FIrpic和黄光染料PO-01的母体,器件开启电压低于2.5 V。经过对发光单元相对位置和厚度的优化,获得的最大电流效率为41.3 cd/A、功率效率34.0lm/W。在器件物理方面,通过单载流子器件分析了不同染料对改变母体中载流子输运特性的作用并结合材料能级关系分析了基于单一母体的发光层结构中磷光染料对器件光谱稳定性的影响。此外还研究了采用Ir(ppz)3作为中间层对改善器件性能的作用。更进一步的,通过改变黄色磷光染料的类型,实现了显示品质的提升,基于Ir(BT)2(acac)的互补色白光器件的CRI达到67,器件亮度从10 cd/m2增加到10000 cd/m2时色度坐标值变化仅为(±0.03,±0.05)。3、利用迭层器件研究了传统电子注入材料对器件稳定性的影响,引入具有较低生长温度和较低水氧敏感度的新型金属配合物Libpp作为电子注入层结构,并通过不同类型的器件结构对Libpp电子注入层厚度进行了优化。开展了基于磷光超薄发光层结构的WOLEDs的研究,设计出HTL/Dopant ultra-thin layer/HTL or ETL/Dopant ultra-thin layer/ETL的简单结构,对采用不同体系的载流子传输材料进行实验研究与机理分析,最终以具有较高叁线态能级的Tc Ta作为空穴传输层,B3PYMPM作为电子传输层兼作为分隔磷光超薄层的中间层结构的器件性能最优,电流效率和功率效率可分别达到40 cd/A和40 lm/W以上。我们还研究了不同空穴传输层材料与电子传输层材料B3PYMPM共掺杂形成激基复合物的发光,利用激基复合物发射蓝光结合磷光黄(红)、绿超薄发光层结构制备了荧光-磷光hybrid型WOLEDs。基于超薄层结构的器件的最大优点在于结构极度简化、昂贵的磷光染料使用量大幅度减少,有利于获得较高的功率效率以实现降低功耗的目的。4、为适应硅基有机微显示的应用需求,开展了简化结构、低功耗的顶发射WOLED的研究,利用具有较高叁线态能级的宽带隙电子传输层材料B4PYMPM兼作蓝光磷光染料的母体,以Tc Ta掺杂B4PYMPM形成激基复合物作为黄光磷光染料的母体,不再额外引入母体材料,除了必要的载流子注入层(Mo Ox、Libpp)材料,整个器件的材料体系只包含空穴传输层材料、电子传输层材料、磷光发光染料。得益于简化的结构和激基复合物向黄光染料的高效能量转移,优化后的顶发射WOLED开启电压低于2.4 V,最大电流效率和功率效率分别达到29 cd/A和27 lm/W,亮度在100 cd/m2、1000 cd/m2和5000 cd/m2时的外量子效率分别为5.7%、8.2%和6.5%,而且在实验中证明了如果能够在半透明顶部Cu阴极生长光学覆盖层(60 nm Tc Ta)可以更进一步的提升器件的效率。在以上研究工作的基础之上,成功开发出采用标准CMOS工艺的基于Al作互联金属的SVGA硅基白光有机微显示芯片,并通过集成设计,实现了头盔式有机微显示器整机的试制。白光有机微显示器的成功研制为实现全彩色有机微显示器奠定了良好的基础。
贾西贝[7]2015年在《基于NaCl修饰的有机无机复合电致发光器件的性能研究》文中研究说明有机电致发光器件具有对比度高,抗震性能好,色域广,器件轻薄,可视角度大,等诸多优良特性,被认为能够引领21世纪的显示技术革命。然而,在商业化进程之路上,仍有许多问题尚待解决:发光效率一直不高,良品率处于较低水平。究其主要原因,对于目前大多数应用较广的有机材料而言,如NPB,Alq3,空穴,电子在其中的载流子迁移率相差较大,如:电子在Alq3薄膜层中的载流子迁移率约为10-5cm2/V·s,而空穴在NPB中的载流子迁移率约为10-3cm2/V·s,电子的典型载流子迁移率仅为空穴的百分之一。相差较大的载流子迁移率造成发光层中两种载流子数目的不均衡,复合的概率较低,器件的效率和亮度不高,多余载流子还会与激子发生淬灭反应,产生的热量会使器件的寿命下降。为此,必须采取一定的方式使到达发光层中的载流子数目保持相对平衡。为器件添加电子注入层或对ETL(电子传输层)掺杂是常用的增加发光层中电子数目的方法。为了研究问题的方便,提出载流子平衡常数k:发光层中的空穴数目与电子数目之比。k越接近1,器件的亮度和发光效率就越高。实验通过比较(1)仅含有电子注入层的器件(2)仅ETL掺杂的器件(3)既含有电子注入层,ETL又掺杂的器件叁种常用的增强电子注入或传输的方法,最终确定出第二种方法效果更好,并确定出了最佳的掺杂比例为5.0%wt,此时的器件为B,结构为:ITO/NPB(50 nm)/Alq3(35 nm)/Alq3:Na Cl(25 nm,5.0%wt)/Al(100 nm)。为了进一步使载流子平衡常数k接近1,在此基础上,在ITO与HTL之间增加了Na Cl空穴阻挡层,通过实验确定出最佳的厚度为1.0 nm,此时的器件结构为:ITO/Na Cl(1.0 nm)/NPB(50nm)/Alq3(35 nm)/Alq3:Na Cl(25 nm,5.0%wt)/Al(100 nm)。此时器件的最大亮度为17120 cd/m2,是B器件最大亮度的1.52倍,标准器件的5.60倍。它的最大光度效率为3.92 cd/A,是标准器件的2.47倍。
高利岩[8]2012年在《改善蓝色有机电致发光器件稳定性及发光效率的研究》文中指出有机电致发光器件与其它发光器件相比,具有驱动电压低、发光亮度和效率高、视角宽、响应速度快等优点,在平板显示应用中呈现出巨大的潜力,有望成为下一代显示器件的主流。蓝色有机电致发光作为实现全彩色显示的叁基色之一,还存在发光效率低、色纯度不饱和、稳定性差等诸多不足。如能改善或解决这些问题,必将带来平板显示技术的突破性发展。本论文主要针对如何改善和提高蓝光器件的稳定性及发光效率进行了研究,主要内容如下：1.在实际应用中,有机电致发光器件工作时会产生大量焦耳热,我们模拟实际应用,采用加热升温过程中监测蓝色有机发光材料光谱随温度变化的方法,研究了蓝色有机发光材料SPBF的温度稳定性。通过研究吸收光谱、激发光谱随温度的变化情况,分析了在光致发光光谱中随温度升高出现长波发射,温度降低长波发射消失的具体原因。2.利用蓝色有机发光材料SPBF为发光层,制备了蓝色有机电致发光器件,并通过优化器件结构,在发光层和电子传输层之间插入空穴阻挡层,对器件的阴、阳两电极进行修饰,来改善器件的发光性能。实验结果表明,经过优化后蓝色有机电致发光器件的发光亮度和效率都得到了提高。3.首先研究了不同空穴注入层对蓝色有机电致发光器件性能的影响,其中分别以PEDOT:PSS、蒸镀CuPc.水溶性CuPc为空穴注入层。以水溶性CuPc为空穴注入层的器件性能要比PEDOT:PSS为空穴注入层的器件性能好,但要比以蒸镀CuPc为空穴注入层的器件性能差些。另外,又研究了水溶性CuPc薄膜厚度及制膜方式对蓝色有机电致发光器件发光性能的影响。在实验中对水溶性CuPc薄膜进行两种方式的热处理,即在热衬底上成膜后退火和常温成膜后退火,实验发现通过热成膜方式得到的薄膜粗糙度明显变小,器件性能也最好。4.研究了蓝色磷光材料Ir(Fppy)3掺杂PVK体系在不同掺杂浓度下的光致发光和电致发光特性及发光机理。光致发光和电致发光的发光机理不同。在光致发光过程中,主-客体之间存在能量传递,并随着掺杂浓度的增加而增强；在电致发光过程中,客体材料的发光,主要来源于客体材料对载流子的俘获,并随掺杂浓度的增加,更多的载流子被客体直接俘获,从而使器件的发光性能也提高了。并研究了无机纳米材料单壁碳纳米管(SWCNT)在蓝色有机电致磷光器件不同功能层中,对器件发光性能的影响。实验结果表明,在空穴注入缓冲层PEDOT:PSS中掺入SWCNT, PEDOT:PSS与SWCNT之间会发生某种相互作用,产生缺陷,减弱空穴在PEDOT:PSS中传输能力,从而导致器件中载流子平衡,提高器件发光效率,但由于减少空穴导致亮度降低；在发光层中掺入SWCNT,可以减小空穴的注入势垒,并且可以改善聚合物的空穴传输特性,器件发光亮度提高了,但过多的空穴会导致器件效率下降；在发光层和复合电极之间插入SWCNT可以提高有机／金属界面处的电场,减小有机层的LUMO能级,提高电子的注入,增加了器件中电子和空穴注入平衡,提高器件发光亮度和效率。因此,发光层和复合电极之间加入SWCNT可以有效改善器件的发光性能。
刘士浩[9]2018年在《超声喷涂薄膜及其在有机电致发光器件中的应用研究》文中认为有机电致发光技术(OLED)在显示照明领域具有巨大的应用前景,但是较高的制造成本仍然制约着其进一步的发展。OLED产品成本结构表明高成本主要是因为目前所常用的真空热蒸发沉积工艺需要复杂的设备以维持高真空度,并且对材料的利用率较低。不过,具有工艺简单、设备低廉、材料利用率极高等特点的超声喷涂技术为显着降低OLED制造成本提供了可能。目前,它在有机电致发光器件中的应用还鲜有报道,因此在本课题中我们基于超声喷涂技术开发并优化薄膜制备工艺,探究了该技术实现OLED器件的可行性。根据参考文献及实验摸索,基于超声喷涂技术我们设计了薄膜制备工艺,主要包括:溶液雾化、液滴聚合成膜、溶剂挥发及固体薄膜形成等四个过程,其中连续液膜的形成以及在溶剂挥发过程中使其保持均匀分布是实现高品质薄膜的关键条件。在光电器件中,聚3,4-乙烯二氧噻吩/聚苯乙烯磺酸盐(PEDOT:PSS)常被用来改善铟锡氧化物(ITO)透明电极的界面特性。PEDOT:PSS溶液通常为水溶液而水溶液在ITO衬底表面润湿性较差,难以形成均匀液膜。因此,采用PEDOT:PSS水溶液无法实现超声喷涂PEDOT:PSS薄膜的制备。为了改善PEDOT:PSS溶液在ITO衬底表面的润湿性,我们引入了低表面张力、低沸点的甲醇溶剂对PEDOT:PSS溶液进行了改性。改性的溶液在衬底表面可以迅速摊开形成均匀液膜,并且待溶剂快速挥发后形成固态薄膜。所制备的超声喷涂PEDOT:PSS薄膜的均方根表面粗糙度(RMS)仅为2.75 nm,完全可以媲美于旋凃PEDOT:PSS薄膜。此外,由于甲醇的存在,超声喷涂PEDOT:PSS薄膜存在明显的相分离现象,使其导电性得到显着提高。将超声喷涂PEDOT:PSS薄膜应用于OLED器件作为阳极修饰层,器件在电流密度、亮度及效率滚降等性能上能够得到了一定改善。由于有机小分子材料的溶液所具有的黏性通常较低,不适合采用旋涂涂布工艺进行薄膜制备。作为一种兼容于低粘性溶液的液相沉积工艺,超声喷涂技术可以有效地解决这个问题。为了验证超声喷涂工艺制备有机小分子薄膜的可行性,我们采用可完全润湿于PEDOT:PSS衬底的4,4',4'-叁(咔唑-9-基)叁苯胺(TCTA)甲苯溶液成功制备了超声喷涂有机小分子薄膜。超声喷涂TCTA薄膜在微观尺度上表现出优于真空蒸镀薄膜的表面形貌,证实了湿法沉积工艺在有机小分子薄膜成膜机制上的优势。此外,我们提出采用不同频率交流小信号所引起的单载流子器件阻抗特性的变化研究超声喷涂TCTA薄膜的空穴传输能力,并通过器件等效电路模型及公式推导验证了该方法的有效性。当超声喷涂TCTA薄膜作为空穴传输层时,OLED器件漏电流变小,使该器件具有更高的发光效率。与之前情况不同,溶解多组分有机材料的溶液并不能完全润湿衬底表面,而且在溶剂挥发过程中也无法保证所形成液膜能够始终覆盖整个衬底表面。此时,液膜中所存在的复杂流动行为,如毛细流动、马兰戈尼(Marangoni)效应等,引起的溶质再分配现象将难以被忽略。因此,采用含有多组分有机材料的溶液所制备的超声喷涂有机薄膜往往存在许多波动起伏的褶皱而难以实现性能优良的OLED器件。为了解决这个问题,我们首先通过引入辅助溶剂在液膜边缘建立新的张力平衡体系,该张力平衡体系可以在溶剂挥发过程中始终保持稳定从而有效地避免液膜收缩。通过该方法,我们成功制备出均匀的9,9-螺二芴-二苯基氧化膦(SPPO1)掺杂叁(蒎烯基-2-苯基吡啶)铱[Ir(mppy)_3]的双组分绿光发光薄膜。该双组分喷涂薄膜作为发光层可以实现高效的绿光OLED器件,器件在发光效率上完全可以媲美于具有相同结构的真空蒸镀OLED器件。然而,辅助溶剂法仍然具有一定的局限性,并不适用于大面积薄膜制备。因此,我们又提出斜坡法进一步改进超声喷涂工艺,在该方法中,利用重力作用移除液膜中多余溶液使衬底仅吸附一层超薄液膜。由于衬底表面范德华力和静电力的存在,超薄液膜中溶液的复杂流动特性得到抑制,保证了均匀多组分发光薄膜的形成。通过斜坡法改进的超声喷涂工艺,我们成功制备了具有高薄膜品质的叁组分TCTA:二(4,6-二氟苯基吡啶-C2,N)吡啶甲酰合铱(Firpic):(乙酰丙酮)双(2-甲基二苯并[F,H]喹喔啉)合铱[Ir(MDQ)_2(acac)]及四组分TCTA:Firpic:Ir(mppy)_3:Ir(MDQ)_2(acac)白光发光薄膜。这些超声喷涂发光薄膜作为发光层可以实现性能媲美于真空蒸镀器件的双色及叁色单发光层白光OLED器件。通过以上的改进和优化,超声喷涂工艺完全可以成为一种实现低成本、高性能OLED器件制备的有效方法。由于无机材料具有更高迁移率和热稳定性,采用无机材料作为传输层在一定程度上有助于降低器件的开启,提高器件的功率效率和稳定性。常在光电器件中作为修饰层使用的氧化钼材料是一种极有潜力的空穴传输材料。然而,由于岛状生长模式的限制,真空蒸镀氧化钼厚膜的形貌较差、表面极其粗糙,因此采用真空蒸镀氧化钼作为空穴传输层的OLED器件并没有展现出杂化型器件的优势。由于液相沉积工艺在薄膜成膜机制上的优势,超声喷涂氧化钼薄膜具有较高的薄膜品质,其横截面表面起伏仅在±3 nm范围内,为实现性能优良的杂化OLED器件提供了可能。此外,为了避免氧化钼薄膜对激子的淬灭影响,我们采用空穴传输型材料TCTA作为主体,避免了激子在氧化钼薄膜附近形成,从而实现了性能优良的基于超声喷涂氧化钼空穴传输层的杂化型OLED器件。相比于常规器件,该杂化OLED器件在开启电压、发光效率及器件稳定性上都得到了明显提升,证实了杂化型器件结构进一步提高OLED器件性能的可行性。此外,鉴于量子点电致发光器件(QD-LEDs)在平板显示领域的巨大潜力,我们采用微接触转印技术制备了顶发射QD-LED器件并详细研究了其光电性能。然而,微接触转印技术所使用的聚二甲基硅氧烷(PDMS)印章容易被非极性溶剂溶胀。为了避免量子点溶液破坏PDMS印章,我们对PDMS印章进行了紫外臭氧处理使其表面形成一层微米级SiOx保护层。采用紫外臭氧处理后的PDMS印章,我们成功将量子点薄膜转印到器件中作为发光层,获得了顶发射QD-LED器件。与底发射器件相比,顶发射QD-LED器件在发光效率、效率滚降、亮度及色纯度等器件性能上表现出显着优势。顶发射QD-LEDs的研究将有利于高开口率、广色域及色彩稳定量子点显示产品的发展。
王静[10]2006年在《ITO表面处理和器件结构对有机电致发光器件性能的影响》文中指出1、提出利用高锰酸钾溶液对有机电致发光器件的阳极ITO玻璃表面进行处理的方法，改善器件的性能。 我们把经过预处理后的ITO玻璃薄片浸泡在不同浓度的高锰酸钾溶液中，溶液的浓度在0.002wt％～0.05Wt％范围内变化，在此基础上制备器件，发现器件的亮度随着高锰酸钾浓度不同有不同的变化。选择最佳高锰酸钾浓度进行不同时间的超声处理，发现同样浓度的高锰酸钾溶液在超声时间不同时器件的性能也有较大的不同。当高锰酸钾的浓度是0.005wt％,超声时间为15min时，器件的亮度最大，达到16000cd／m~2，并且开启电压降低，器件的效率也提高了近40％。通过扫描电镜对ITO玻璃薄片表面进行了对比分析，可以看到，处理前后，样片的表面形貌发生了变化，同时由于高锰酸钾的强氧化性，也提高了样片的表面活性，从而使器件的性能得到提高。 2、改进了用Al_2O_3抛光ITO的方法：提出用超声处理代替机械抛光，使其更利于控制处理条件并获得较好的处理效果。将ITO玻璃薄片(导电层的厚度是500A±100A和方块电阻是40Ω／□)分别放入Al_2O_3水选分级粒度分别是1μm、0.6μm、0.3μm的抛光液中进行超声处理，发现随着Al_2O_3抛光液粒度不同、超声时间的不同，器件的性能都有不同程度的变化。经过优化，当Al_2O_3抛光液水选分级后的粒度是0.6μm、超声时间为10min，丙酮超声10min，超声功率是250W时，器件的亮度在同一电压下提高了叁倍多，器件的最大效率由2.5cd／A提高至3.82cd／A。通过原子力显微镜对ITO表面形貌进行了对比分析，可以看到，经过粒度是0.6μmAl_2O_3抛光液超声处理10min的ITO玻璃片表面的粗糙度由2.990nm降到了1.495nm，粗糙度的降低改善了器件的性能。
参考文献：
[1]. 梯度掺杂有机电致发光器件研究[D]. 高文宝. 吉林大学. 2003
[2]. 新型掺杂结构白光有机电致发光器件制备及其性质研究[D]. 杨宇. 吉林大学. 2012
[3]. 面向有源显示的有机电致发光器件研究[D]. 吴宇坤. 吉林大学. 2017
[4]. 高效、色稳的柔性顶发射白光有机发光二极管[D]. 石弘颖. 南京邮电大学. 2014
[5]. 渐变掺杂技术在有机发光二极管中的应用[D]. 王经. 上海交通大学. 2014
[6]. 简化结构的低功耗白光有机电致发光器件研究[D]. 郭闰达. 吉林大学. 2017
[7]. 基于NaCl修饰的有机无机复合电致发光器件的性能研究[D]. 贾西贝. 重庆师范大学. 2015
[8]. 改善蓝色有机电致发光器件稳定性及发光效率的研究[D]. 高利岩. 北京交通大学. 2012
[9]. 超声喷涂薄膜及其在有机电致发光器件中的应用研究[D]. 刘士浩. 吉林大学. 2018
[10]. ITO表面处理和器件结构对有机电致发光器件性能的影响[D]. 王静. 吉林大学. 2006
标签：无线电电子学论文; 电致发光论文; 载流子论文; 发光效率论文; 光致发光光谱论文; 传输层论文; oled论文;