影響有機(jī)發(fā)光器件載流子注入與復(fù)合因素研究.pdf

1、目前，國(guó)內(nèi)外的各知名光電公司和科研機(jī)構(gòu)都投入巨大精力致力于有機(jī)電致發(fā)光器件的開(kāi)發(fā)和研究。但是目前在有機(jī)材料、高分辨率彩色顯示、成膜技術(shù)、封裝技術(shù)等方面還存在諸多問(wèn)題沒(méi)有解決，這些都嚴(yán)重地制約著有機(jī)電致發(fā)光器件的廣泛應(yīng)用。成本高，壽命低和商業(yè)成品率低下就是這些瓶頸問(wèn)題最直接的反映。因?yàn)槠骷须姾奢d流子數(shù)量及其平衡對(duì)器件性能的提升有著至關(guān)重要的作用，本論文從器件界面效應(yīng)，器件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方面入手，系統(tǒng)地研究了器件的器件界面效應(yīng)與光電特性之間的關(guān)

2、系。研究從不同方面加深界面物理過(guò)程的理解，并對(duì)研制新型陰極結(jié)構(gòu)、高效內(nèi)部連接層結(jié)構(gòu)具有一定的參考價(jià)值。本論文的主要研究?jī)?nèi)容包含以下四個(gè)方面:
　　(1)研究了Mg∶Ca∶Al三元合金和Ca∶Al分別作為陰極的綠色磷光有機(jī)電致發(fā)光器件，通過(guò)改變陰極中Mg的摻雜比例，對(duì)器件的性能進(jìn)行優(yōu)化。當(dāng)Mg摻雜比例為20％時(shí)，對(duì)應(yīng)器件具有最大亮度41830cd/m2，相比于Ca∶Al二元合金陰極的對(duì)應(yīng)器件亮度提升了2.2倍。在20mA/cm2到1

3、60mA/cm2的電流密度下器件電流效率基本穩(wěn)定在26cd/A左右，在24mA/cm2電流密度下，相比于對(duì)比器件提高了2.4倍，這主要?dú)w因于三元合金的陰極結(jié)構(gòu)更有利于電子注入，使電子和空穴在器件中更趨于平衡。試驗(yàn)結(jié)果發(fā)現(xiàn)三元合金陰極與Ca∶Al二元合金陰極比較，Mg的加入可以降低有機(jī)材料與金屬間的注入勢(shì)壘，有效改善電子由陰極向有機(jī)層的注入水平，調(diào)節(jié)載流子平衡，大幅度提高器件性能。
　　(2)研究了MoO3作為p-型摻雜材料對(duì)OLE

4、Ds器件性能的影響，并制備了基于新型紅色磷光材料R-4B的高效率紅光器件，研究表明在空穴傳輸材料(NPB)中摻雜MoO3可有效地提高器件的效率。通過(guò)與對(duì)比器件比較證明該摻雜可有效降低空穴載流子注入勢(shì)壘，提高器件的空穴載流子注入水平。通過(guò)對(duì)MoO3摻雜比例優(yōu)化設(shè)計(jì)，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明當(dāng)MoO3的摻雜比例為15％時(shí)，器件具有最佳的性能，在電流密度為100.1mA/cm2下獲得色坐標(biāo)為(0.643，0.353)，最大亮度為11981cd/m2，相比

5、沒(méi)有p-型摻雜材料的器件電流效率提升4.7倍。
　　(3)基于雜化白光OLEDs的研究，系統(tǒng)研究了電子傳輸材料TPBi在器件中的作用機(jī)理及載流子調(diào)控能力。通過(guò)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了TPBi良好的電子傳輸能力并可以通過(guò)改變電子傳輸材料TPBi的厚度調(diào)節(jié)電子傳輸能力，大幅度提高器件效率和穩(wěn)定性。在70nmTPBi厚度下獲得了最高效白光有機(jī)電致發(fā)光器件，最大效率為17.6cd/A。同時(shí)，研究發(fā)現(xiàn)通過(guò)調(diào)整TPBi厚度可以控制載流子復(fù)合區(qū)域，調(diào)整白光光

6、譜，改變色坐標(biāo)。
　　(4)利用3SAFDPPO和TPBi作為雜化白光中間層研究了混合中間層對(duì)載流子復(fù)合以及激子能量傳遞的限制作用。通過(guò)本實(shí)驗(yàn)可以得出以下結(jié)論:利用該新型混合中間層中3SAFDPPO與TPBi的共摻比例，可有效控制電子載流子和空穴載流子傳遞。如果混合中間層中TPBi的含量高于3SAFDPPO，電子載流子更容易由陰極向熒光發(fā)光層傳遞。反之，如果混合中間層中3SAFDPPO的含量高于TPBi，則更有利于空穴載流子由中間

7、層傳遞到磷光發(fā)光層。另外，3SAFDPPO在阻止熒光發(fā)光層與磷光發(fā)光層間三線態(tài)-三線態(tài)猝滅中起著決定性作用?；诖藱C(jī)理，制備了最大電流效率為57cd/A的雜化白光OLEDs，同時(shí)該器件具有較好的穩(wěn)定性，在亮度大于104cd/m2的情況下，其電流效率依然可以保持在30cd/A左右。憑借混合中間層對(duì)載流子的優(yōu)異的調(diào)控能力，在40mA/cm2的電流密度下實(shí)現(xiàn)了色坐標(biāo)(0.34.0.43)，此條件下，電子載流子和空穴載流子可以在混合中間層中有效