高性能有機電致發(fā)光器件的制備和研究.pdf

1、有機電致發(fā)光器件（OLEDs）在新型顯示和固態(tài)照明領域雖然已初步進入實用化階段，但仍然存在某些問題，特別是白光OLEDs的效率和壽命亟待進一步提高。這是一項具有挑戰(zhàn)性的工作，也是光電子學等領域研究的熱點。本論文從界面物理，特別是器件結(jié)構(gòu)方面入手，首先制備了高效率單色（綠光、黃光和紅光）OLEDs，為后面研制高效率的混合色（白光）OLEDs提供了一定的理論基礎；然后，利用前面制備高效率單色器件中獲得的經(jīng)驗和理論基礎，設計新器件結(jié)構(gòu)，制備了

2、高效率的白光 OLEDs,系統(tǒng)地研究了器件的光電特性與器件界面物理過程之間的關系。研究工作取得了若干創(chuàng)新性的成果，加深了對OLEDs中界面物理過程的理解，并對研制新型高效長壽命器件及實際開發(fā)、應用具有一定的參考價值。本論文的主要研究內(nèi)容包含以下四個方面：
　?。?）研究了三氯化銦（InCl3）對氧化錫銦（ITO）陽極進行修飾對OLEDs性能的影響，制備了結(jié)構(gòu)簡單的高效率和長壽命的綠光器件，為后面進一步制備高效率白光器件提供了一種可

3、行的方法。研究發(fā)現(xiàn)，與傳統(tǒng)的ITO陽極處理方法（紫外臭氧處理）相比，通過在ITO陽極上熱蒸鍍一層超薄的InCl3可以更好地提高空穴注入能力，制備出高效率綠光OLEDs。使用InCl3處理后，器件的最大電流效率為82.2 cd/A（2000cd/m2），且其效率在20mA/cm2的電流密度驅(qū)動下與傳統(tǒng)的紫外臭氧處理方法相比提高了36%。更重要的是，其壽命在1000cd/m2初始亮度下相較于傳統(tǒng)處理方法制備的器件壽命提高了三倍多。通過對IT

4、O/InCl3界面進行紫外光電子能譜、X射線光電子能譜以及基于該界面的不同溫度下電流密度隨電壓的變化關系測試，發(fā)現(xiàn)器件的光電性能的提高是由于使用InCl3修飾ITO可以降低注入勢壘，從而很好的提高空穴注入能力的原因所致。
　　（2）研究了在空穴傳輸層（HTL）與發(fā)光層（EML）之間插入雙激子阻擋層（d-EBL）對OLEDs性能的影響，制備了高效率和長壽命的黃光器件，為后面進一步制備高效率白光器件提供了一種可行的方法。研究發(fā)現(xiàn)與插入

5、傳統(tǒng)的單激子阻擋層（s-EBL）相比，插入d-EBL后器件的效率和壽命都提高到了原來的兩倍，器件的最大電流效率和最大功率效率分別是58.5cd/A和50.9lm/W（117cd/m2）。通過對摻雜和非摻雜器件的電致發(fā)光光譜的研究，表明d-EBL的插入能更好地阻擋電子和激子的擴散，從而提高器件效率和壽命。
　　（3）比較了無機材料（MoO3）和有機材料（HAT-CN）作p-型摻雜材料對OLEDs性能的影響，并制備了高效率和長壽命的紅

6、光器件，為后面進一步制備高效率白光器件提供了一種可行的方法。研究表明,在空穴傳輸材料（NPB）中摻雜有機材料HAT-CN優(yōu)于無機材料MoO3，不僅能更好地提高器件的效率還能進一步提高器件的壽命。緊接著，對其機理進行了研究：通過對基于這兩種不同摻雜材料的空穴注入薄膜吸收譜的研究，發(fā)現(xiàn)器件效率的提高與p-型摻雜空穴注入層中是否形成電荷轉(zhuǎn)移化合物并非簡單的依賴關系；然后，通過對基于這兩種不同摻雜材料的空穴注入層的單空穴器件進行研究，表明p-型

7、摻雜有機材料HAT-CN比摻雜無機材料MoO3能更進一步降低空穴的注入勢壘。
　?。?）基于前面三種單色器件的研究，研制了基于激子調(diào)控間隔層的高效熒光-磷光白光OLEDs，并研究了器件結(jié)構(gòu)與其光電特性的關系。研究表明，通過調(diào)節(jié)混合間隔層中具有較好空穴傳輸能力的CBP與較好電子傳輸能力的TPBi的比例，不僅可以調(diào)制載流子在混合間隔層中的傳輸性能，而且可以調(diào)控激子在熒光發(fā)光層和磷光發(fā)光層之間產(chǎn)生的位置以及不同發(fā)光層俘獲單線態(tài)激子和三線