疊層式有機發(fā)光二極管的電荷產(chǎn)生層及界面的研究.pdf

1、有機發(fā)光二極管（OLED）以其自發(fā)光，對比度大，視角廣，響應(yīng)時間快和工作溫度范圍寬的特點已被成功地應(yīng)用于平板顯示領(lǐng)域。為了降低顯示面板的制造成本，大尺寸化是當(dāng)前OLED技術(shù)應(yīng)用的發(fā)展趨勢。大尺寸OLED面板的全彩色顯示采用白光OLED（WOLED）與彩色濾光片組合的方式，其中WOLED為疊層式OLED，即由多個發(fā)光單元在垂直方向上用電荷產(chǎn)生層連接而成。相比傳統(tǒng)OLED，疊層式OLED的應(yīng)用可提高面板的發(fā)光效率和工作壽命，降低面板的短路幾

2、率。電荷產(chǎn)生層是疊層式OLED的核心，其電荷產(chǎn)生與分離效率，工作穩(wěn)定性，透光性以及制備工藝關(guān)系到器件乃至整個面板的效率，壽命和成本。論文以發(fā)展用于大尺寸OLED顯示面板的高效穩(wěn)定的疊層式器件為目標(biāo)，從結(jié)構(gòu)，機理，材料和工藝方面對疊層式OLED的電荷產(chǎn)生層及界面做了深入的研究。
　　首先，針對傳統(tǒng)有機n/p摻雜型電荷產(chǎn)生層的穩(wěn)定性差和工藝復(fù)雜的問題，論文提出了基于有機p型摻雜層NPB:F4-TCNQ和超薄電子注入層Liq/Al的綜合

3、性能優(yōu)異的新型電荷產(chǎn)生層Liq/Al/NPB:F4-TCNQ，電荷產(chǎn)生與分離效率高，可見光區(qū)域透光率超過90％，長期工作穩(wěn)定性高，且制備工藝簡單。通過對電荷產(chǎn)生與分離的機理研究，發(fā)現(xiàn)提高Al的蒸鍍速率，F(xiàn)4-TCNQ的摻雜濃度，以及增加界面層可以促進能級匹配，降低電荷分離能壘，獲得優(yōu)化的電荷產(chǎn)生層Liq/Al/F4-TCNQ/NPB:F4-TCNQ。將該電荷產(chǎn)生層應(yīng)用于基于蒸鍍和溶液法工藝的疊層式WOLED，不僅降低了WOLED的制備成

4、本，而且可以通過改變有機p型摻雜層的厚度調(diào)節(jié)WOLED的光色。
　　其次，針對n型銦鎵鋅氧化物薄膜晶體管與倒置式OLED結(jié)合用于大尺寸顯示面板的特點，論文著重研究了傳統(tǒng)的單發(fā)光單元的和疊層的倒置式OLED的效率和穩(wěn)定性。傳統(tǒng)電子注入層Cs2CO3易被空氣氧化，電子注入穩(wěn)定性差，而論文提出的新型電子注入層Al/Cs2CO3，通過簡單地插入一層超薄的Al，與Cs2CO3形成穩(wěn)定的Al-O-Cs化合物，大幅提高了倒置式OLED的穩(wěn)定性。

5、針對疊層的倒置式 OLED的特點，論文提出了采用非摻雜型 p/n異質(zhì)結(jié)MoO3/Al/Cs2CO3的電荷產(chǎn)生層，其中的p型組件采用MoO3與咔唑類主體材料的搭配，可同時又作為空穴傳輸層，簡化了疊層式器件結(jié)構(gòu)；中間1 nm的插層Al可顯著提高電荷產(chǎn)生層的電荷分離能力與穩(wěn)定性，這主要是由于插層Al可以有效地防止Cs2CO3與MoO3發(fā)生化學(xué)反應(yīng)形成耗盡層。
　　最后，由于溶液法工藝相比熱蒸鍍工藝更易于實現(xiàn)大尺寸化且可柔性化的面板，論文

6、對基于溶液法制備電荷產(chǎn)生層及疊層式OLED器件的關(guān)鍵性問題做了探索性研究，包括空穴注入層和電子注入層的溶液法制備，以及電荷產(chǎn)生層的溶液法工藝?？昭ㄗ⑷雽佑蒑oO3粉末直接溶解在氨水中形成的澄清透明溶液，旋涂后在空氣中經(jīng)150℃低溫退火形成薄膜。此空穴注入層具有納米柱狀結(jié)構(gòu)，可以獲得比PEDOT:PSS和蒸鍍的MoO3更好的空穴注入能力。另一種空穴注入材料是由HATCN溶解在乙腈溶劑中形成的透明溶液，采用該溶液制的薄膜也具有較強的空穴注入

7、能力。電子注入層是由ZnO粉末與甲酸在氨水催化作用下制備而成，在空氣中經(jīng)低溫退火后具有很強的電子注入能力。X射線單晶衍射等結(jié)果表明薄膜中形成了金屬-有機骨架（MOF）[(H3O)Zn(HCOO)3]∞，具有強電負性和吸電子性的甲酸根吸附在電極表面，形成指向MOF薄膜的偶極子，降低了電極的表面功函數(shù)。以MOF[(H3O)Zn(HCOO)3]∞與PEIE混合作為n型組件，HATCN的乙腈溶液為p型組件，實現(xiàn)了溶液法電荷產(chǎn)生層MOF:PEIE