堿金屬氯化物和三氧化鉬在有機電致發(fā)光中的應用.pdf

1、1.系統(tǒng)研究了堿金屬氯化物(NaCl、KCl、RbCl、CsCl)在有機電致發(fā)光器件中對器件電流、亮度、發(fā)光效率等性能的影響。器件基本結構為：ITO/NPB(40nm)/Alq3(60 nm)/Al。修飾鋁電極時，四種材料都提高了少子(電子)注入，進而提高器件的亮度和發(fā)光效率，且四種材料對應的器件性能基本一致。根據注入勢壘φ、注入電流密度J、效率η之間的關系：J∝ exp(-Φ/kbT))(熱電子發(fā)射模型)J∝ exp(-Φ3/2F)(

2、量子隧穿模型)η∝(Jh+Je)2/JhJe,理論上定性地分析了堿金屬氯化物作電子注入層有一個優(yōu)化厚度。在Alq3中不同位置，除NaCl外，其余三種材料由于陷阱的空穴俘獲效應，平衡了器件中的載流子濃度，從而提高了器件的發(fā)光亮度及效率，并且隨著堿金屬金屬性的增強，器件的性能(主要是發(fā)光效率)越來越好，用絕緣隧穿模型較好地解釋了這一現(xiàn)象。
　　絕緣隧穿模型：絕緣層不同的帶隙寬度Eg使得電子注入勢壘φ的改變程度不同，依據載流子注入模型J

3、∝exp(-φ/KBT)或J∞exp(-φ3/2/F)，最終導致不同的電子注入電流密度Je，因而效率η也不同。
　　具體內容還包括：
　　KCl在Alq3中減緩器件效率的降低，提高器件的存儲穩(wěn)定性。采用不同的陽極(ITO、ITO/MoO3)、陰極(Al、LiF/Al)分別組合，研究不同電極對KCl在Alq3中的器件性能的影響：Al做陰極(電子注入能力差)時，不管是ITO做陽極還是ITO/MoO3陽極，KCl都能提高器件的亮度

4、和發(fā)光效率；而LiF/Al做陰極(電子注入能力較好)時，KCl沒有提高器件的性能。原因如下：當Al做陰極時，器件中的空穴遠遠多于電子，KCl在Alq3中主要起俘獲空穴的作用，平衡了載流子濃度；而LiF/Al做陰極時，KCl在Alq3中減少電子注入的作用強于空穴俘獲作用，破壞了原有的載流子平衡。另外，用3 nm Alq3：Rubrene(100:1)作為發(fā)光層探測發(fā)光區(qū)域時，KCl位于Alq3中任何位置，器件的光譜都沒有變化。
　　

5、1.0 nm厚的RbCl在Alq3中有絕緣效應。
　　CsCl在Alq3/Al界面和在Alq3中，表現(xiàn)出與KCl、RbCl類似的性質。另外，在NPB中具有空穴阻擋效應；在NPB/Alq3界面，Cs和Alq3之間的電荷轉移會導致激子的猝滅，降低了器件的發(fā)光亮度和效率。
　　2.MoO3修飾ITO陽極，提高了空穴注入，降低器件的驅動電壓和功耗。對MoO3層進行臭氧處理，能進一步降低器件的驅動電壓。ITO/MoO3薄莫的方塊電阻和

6、X射線光電子能譜(XPS)譜圖表明，臭氧處理降低了其方塊電阻并提高了Mo、O、In、C的結合能。
　　MoO3使得ITO陽極與有機材料NPB之間形成(準)歐姆接觸，形成空間電荷限制電流(space charge-limited current，簡稱SCLC)。通過SCLC公式粗略計算了NPB不同厚度的空穴遷移率。
　　結果表明，相同的電場下，空穴遷移率隨著厚度的增加而增加，厚度達到300nm時遷移率趨于飽和。原因是：(1)能