碳基薄膜場發(fā)射陰極的制備及其在OLED中的應(yīng)用.pdf

1、有機發(fā)光器件（organiclightemittingdiode，OLED）也稱有機電致發(fā)光二極管，被認為最具競爭力的下一代顯示器。OLED器件具有厚度薄、重量輕、抗震性能好、視角廣、響應(yīng)速度快、低溫特性好、可彎曲等優(yōu)點。但發(fā)光效率低，穩(wěn)定性差和壽命短三大問題仍制約著有機電致發(fā)光器件的實用化進程。制約OLED器件效率提高的主要原因是電子注入效率低，本文的主要工作是制備碳基薄膜場發(fā)射陰極，以期將其用于OLED器件，來提高電子的注入效率，進

2、而提高OLED器件的發(fā)光效率。
　　 碳基薄膜材料本身的功函數(shù)很高，一般認為不宜作為OLED的陰極材料。但是當(dāng)碳基薄膜表面具有特殊的結(jié)構(gòu)時，表現(xiàn)出低的甚至是負的電子親和勢，是目前公認的性能優(yōu)異的場發(fā)射冷陰極。我們將場發(fā)射陰極引入OLED器件結(jié)構(gòu)中作為器件的陰極，利用碳基薄膜的內(nèi)場發(fā)射進行電子的強制注入，不但保留了OLED器件原有的結(jié)構(gòu)和技術(shù)上的特點，并為提高OLED器件的發(fā)光效率提供了一種新的途徑。
　　 本文的主要工作

3、有以下幾點:采用微波等離子體增強化學(xué)氣相沉積(MPCVD)技術(shù)制備了多種結(jié)構(gòu)的碳基薄膜冷陰極，研究了襯底處理、沉積功率、沉積壓強對碳基薄膜形貌、結(jié)構(gòu)和性能的影響;制備了以碳基薄膜場發(fā)射冷陰極為陰極的OLED器件，測試了器件的電流密度-電壓特性;將器件的電流密度-電壓特性與場發(fā)射陰極的場發(fā)射特性進行了對比分析，發(fā)現(xiàn)場發(fā)射特性良好的碳薄膜，其內(nèi)場發(fā)射性能反而不好。具體工作如下:
　　 1.襯底處理對薄膜生長的影響
　　 采用

4、濺射Ti過渡層和機械研磨的方法對拋光單晶硅片進行預(yù)處理，并利用微波等離子體化學(xué)氣相沉積方法在相同沉積條件下沉積碳基薄膜。結(jié)果表明，拋光硅襯底有利于非晶碳薄膜的生長，金剛砂研磨處理的襯底表面只有稀疏的碳團簇顆粒，金剛石膏研磨處理的襯底上則生長上了具有明顯晶面的金剛石薄膜。
　　 2.沉積功率對納米非晶碳薄膜形貌、性能的影響
　　 對拋光硅片按RCA清洗流程進行清洗并濺射Ti過渡層鈦，在MPCVD中以同的沉積功率制備了表面平

5、整的碳基薄膜，XRD和Raman結(jié)果顯示該薄膜是非晶碳薄膜。沉積功率為800W時所制備的薄膜場發(fā)射性能最好，開啟電場為:3.3V/μm，最大場發(fā)射電流密度為:160μA/cm2，薄膜的場發(fā)射特性隨沉積功率的升高而變差。
　　 3.沉積功率和沉積壓強對片狀類金剛石薄膜形貌、性能的影響金剛砂和金剛石膏研磨后的襯底上在沉積功率為1800W和沉積壓強為11KPa下，均制備出了致密均勻的片狀類金剛石薄膜，但兩種片狀類金剛石薄膜的結(jié)構(gòu)、形貌

6、和場發(fā)射特性均有很大的差別。金剛砂研磨后的襯底上制備的片狀類金剛石薄膜的場發(fā)射特性較好，其開啟電場為2.98V/μm，最大電流密度為300mA/cm2，而金剛石膏研磨后的基底上制備的片狀類金剛石薄膜的場發(fā)射特性較差，開啟電場為3.3V/μm，最大電流密度僅為25mA/cm2。
　　 4.碳基薄膜為陰極的OLED器件的制備
　　 在前期工作的基礎(chǔ)上，設(shè)計并制備了Si/C/Alq3/NPB/Al結(jié)構(gòu)的OLED器件。OLED器