高效復(fù)合電子注入層結(jié)構(gòu)的有機(jī)電致發(fā)光器件研究.pdf

1、在有機(jī)電致發(fā)光器件（OLEDs）的性能指標(biāo)體系中，發(fā)光效率是一個(gè)非常重要的因素。OLEDs中將電能轉(zhuǎn)換為光能的時(shí)候，效率越高其能量的損失就越小。提高OLEDs器件效率的一個(gè)有效的方法就是增加電子的注入。實(shí)驗(yàn)已經(jīng)證明，基于Ag:Al、Al:Ni、Cs:Al等復(fù)合陰極的OLEDs器件，電子注入明顯增加。但由于陰極材料性質(zhì)活潑，很難得到純凈的陰極薄膜，又因?yàn)槿埸c(diǎn)相對(duì)較高，需用磁控濺射等大型儀器設(shè)備進(jìn)行制備，在一定程度上也限制了相關(guān)科研小組的研

2、究。除了采用復(fù)合陰極之外，還可以設(shè)計(jì)不同的電子注入層，與陰極配合，降低電子注入勢(shì)壘。我們?cè)趥鹘y(tǒng)的氧化銫(Cs2O)、碳酸銫(Cs2CO3)作為電子注入層的基礎(chǔ)上，首次采用在其中摻雜氧化銀(Ag2O)的方法，作為新的電子注入層(EIL)，有效的提高了基本器件的性能，并依此制備了高性能的單色和白色OLEDs。本研究主要內(nèi)容包括：
　?、胖苽淞私Y(jié)構(gòu)為ITO/NPB/Alq3/EIL/Al的綠光基本器件。將Cs2O摻雜Ag2O薄層結(jié)構(gòu)作為

3、EIL并與LiF、Cs2O作為EIL的器件進(jìn)行了比較。結(jié)果表明，以Cs2O:Ag2O作為EIL，當(dāng)摻雜的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為17 wt.％，厚度為1 nm時(shí)，器件的性能要明顯高于單獨(dú)以Cs2O和LiF做電子注入層的器件。其最大效率達(dá)到了3.36 cd/A，比Cs2O的2.26cd/A和LiF的1.86 cd/A分別提高了1.49倍和1.86倍。將Cs2CO3摻雜Ag2O的薄層結(jié)構(gòu)作為EIL，并與Cs2CO3作為EIL的器件進(jìn)行比較。結(jié)果表明，以C

4、s2CO3:Ag2O作為EIL，器件的效率和亮度都有有很大提高。器件的最大電流效率提高了1.80倍，從3.59 cd/A(Cs2CO31 nm/A l)提高到6.45 cd/A(Cs2CO3:Ag2O20 wt.%2 nm/Al)；最大亮度提高了2.36倍，從9870cd/m2提高到23320 cd/m2。器件性能的提高歸因于摻雜結(jié)構(gòu)比單層具有更好的電子注入能力和電子傳輸性能。
　　⑵以Cs2CO3:Ag2O作為電子注入層制備了幾

5、種單色的OLEDs器件：制備了CBP摻雜Ir(piq)3的紅色磷光OLEDs。通過調(diào)節(jié)摻雜濃度和厚度，提高了器件的性能。器件的最大亮度為10990 cd/m2，最大效率為11.91 cd/A，對(duì)應(yīng)的色坐標(biāo)為（0.63，0.31），接近標(biāo)準(zhǔn)紅色。；制備了MCP摻雜FIrPic高效率的藍(lán)色磷光OLEDs。當(dāng)發(fā)光層的摻雜質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10 wt.%，厚度為20 nm時(shí)，器件的性能較好。最大電流效率為10.35 cd/A；最大亮度為21950 cd

6、/m2；制備了基于DMPPP的非摻雜的深藍(lán)色OLEDs。DMPPP的厚度越薄，器件的藍(lán)光顏色越深。當(dāng)DMPPP的厚度為3 nm時(shí)，CIEy的值都小于0.10，完全處于深藍(lán)光的區(qū)域。當(dāng)厚度增加時(shí)，色度向天藍(lán)光的方向變化。所以，對(duì)于以DMPPP為單發(fā)光層的器件來說，厚度越小，深藍(lán)的色純度越高。在此基礎(chǔ)上，制備了DMPPP摻雜 BCzVBi高效率、高亮度深藍(lán)色有機(jī)電致發(fā)光器件。通過調(diào)節(jié)摻雜濃度和厚度，提高了器件的性能。最大電流效率為3.53

7、cd/A，最大亮度為16570 cd/m2，分別是非摻雜器件最大電流效率和最大亮度的1.91倍和2.17倍；制備了結(jié)構(gòu)為ITO/NPB/DPAVBi/CBP:Ir(ppy)3/TAZ/Alq3/Cs2CO3:Ag2O/Al的雙空穴傳輸層、高效率的黃綠光OLEDs器件。當(dāng)DPAVBi層的厚度為25 nm時(shí)，器件性能最好，最大電流效率為68.13 cd/A，最大亮度為21250 cd/m2。
　　⑶在單色器件的基礎(chǔ)上，我們制備了幾種高

8、效率、高亮度的白色OLEDs器件：制備了Rubrene為橙黃光層，以DOPPP為藍(lán)發(fā)光層的白色有OLEDs器件。通過調(diào)整DOPPP層的厚度，研究了器件的發(fā)光性能。當(dāng)DOPPP層的厚度為25 nm時(shí)，器件的性能最好，最大亮度為9232 cd/m2，最大電流效率為4.68 cd/A。隨著驅(qū)動(dòng)電壓的升高，器件的色坐標(biāo)從（0.366，0.365）變化到（0.384，0.399），都在白光的范圍內(nèi)。在此基礎(chǔ)上，我們又制備了一個(gè)雙藍(lán)光和黃光相結(jié)合的

9、白光器件，其結(jié)構(gòu)為：ITO/NPB/Rubrene/DPAVBi/DOPPP/TAZ/Alq3/LiF/Al；一個(gè)黃光摻雜與藍(lán)光單層相結(jié)合的白光器件，其結(jié)構(gòu)為：ITO/NPB/DPAVBi:Rubrene/DOPPP/TAZ/Alq3/LiF/Al。結(jié)果表明，非摻雜器件的色度最好，色坐標(biāo)基本都在白光范圍內(nèi)，最大亮度為12750cd/m2，最大效率為8.55 cd/A。而黃光摻雜結(jié)構(gòu)中，器件的最大亮度為16570 cd/m2，最高效率為1

10、0.47cd/A。說明摻雜結(jié)構(gòu)能有效的實(shí)現(xiàn)能量轉(zhuǎn)移，提高器件的性能；制備了結(jié)構(gòu)為 ITO/NPB/Rubrene/CBP:BCzVBi/Bphen/Cs2CO3:Ag2O/Al的白光OLEDs器件，綜合利用了發(fā)光層中主客體之間的能量轉(zhuǎn)移和空穴阻擋層的空穴阻擋特性，得到了高效率、高亮度的白色有機(jī)電致發(fā)光器件。當(dāng)BCzVBi的摻雜質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10 wt.%時(shí)，獲得最大電流效率為4.61 cd/A，最大亮度為21240 cd/m2。當(dāng)驅(qū)動(dòng)電壓從

11、4 V增加到9 V時(shí)，色坐標(biāo)從（0.36，0.38）變化到（0.27，0.29），均處于白光區(qū)域；利用磷光敏化方法制備了結(jié)構(gòu)為 ITO/m-MTDATA/NPB/CBP：BCzVBi/CBP/CBP:Ir(ppy)3:DCJTB/Bphen/Cs2CO3:Ag2O/Al的器件。藍(lán)光層CBP：BCzVBi的摻雜質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10wt.%，磷光敏化層的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為Ir(ppy)3(10wt.%)，DCJTB(1wt.%)，厚度為10nm。當(dāng)藍(lán)光層