影響有機發(fā)光器件載流子注入與復(fù)合因素研究.pdf

1、目前，國內(nèi)外的各知名光電公司和科研機構(gòu)都投入巨大精力致力于有機電致發(fā)光器件的開發(fā)和研究。但是目前在有機材料、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題沒有解決，這些都嚴重地制約著有機電致發(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題最直接的反映。因為器件中電荷載流子數(shù)量及其平衡對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程的理解，并對研制新型陰極結(jié)構(gòu)、高效內(nèi)部連接層結(jié)構(gòu)具有一定的參考價值。本論文的主要研究內(nèi)容包含以下四個方面:
　　(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電致發(fā)光器件，通過改變陰極中Mg的摻雜比例，對器件的性能進行優(yōu)化。當(dāng)Mg摻雜比例為20％時，對應(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，相比于對比器件提高了2.4倍，這主要歸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材料與金屬間的注入勢壘，有效改善電子由陰極向有機層的注入水平，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。通過與對比器件比較證明該摻雜可有效降低空穴載流子注入勢壘，提高器件的空穴載流子注入水平。通過對MoO3摻雜比例優(yōu)化設(shè)計，實驗結(jié)果表明當(dāng)MoO3的摻雜比例為15％時，器件具有最佳的性能，在電流密度為100.1mA/cm2下獲得色坐標為(0.643，0.353)，最大亮度為11981cd/m2，相比

5、沒有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在器件中的作用機理及載流子調(diào)控能力。通過實驗驗證了TPBi良好的電子傳輸能力并可以通過改變電子傳輸材料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電致發(fā)光器件，最大效率為17.6cd/A。同時，研究發(fā)現(xiàn)通過調(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。
　　(4)利用3SAFDPPO和TPBi作為雜化白光中間層研究了混合中間層對載流子復(fù)合以及激子能量傳遞的限制作用。通過本實驗可以得出以下結(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理，制備了最大電流效率為57cd/A的雜化白光OLEDs，同時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。憑借混合中間層對載流子的優(yōu)異的調(diào)控能力，在40mA/cm2的電流密度下實現(xiàn)了色坐標(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