OLED載流子調(diào)控與光效提升研究.pdf

1、目前有機(jī)電致發(fā)光器件（Organic Light-emitting Diode, OLED）已經(jīng)逐步進(jìn)入實(shí)用化階段，但是要想真正實(shí)現(xiàn)OLED的大規(guī)模產(chǎn)業(yè)化，仍然具有諸多挑戰(zhàn)，因?yàn)镺LED在載流子輸運(yùn)能力、能級匹配程度、成膜均勻性等方面依然存在許多問題尚未解決，使得其內(nèi)部載流子的注入與傳輸性能受到影響，阻礙了器件發(fā)光效率和工作穩(wěn)定性的提升。本文針對上述問題，通過新型電極的開發(fā)與應(yīng)用、無機(jī)氧化物的引入、材料的摻雜改性、器件結(jié)構(gòu)的改進(jìn)等方法來

2、對載流子進(jìn)行調(diào)控，進(jìn)而使OLED器件的發(fā)光性能得到提升。
　　本研究主要內(nèi)容包括：⑴研究了不同厚度的V2O5作為空穴緩沖層對綠色磷光OLED器件的影響。結(jié)果表明，V2O5可以有效的改善ITO與有機(jī)層之間的接觸，且其較高的HOMO能級能夠增大空穴的注入勢壘，降低空穴的遷移速率。同時(shí)，隨著空穴在ITO/V2O5界面的不斷積累，對電子的遷移能夠形成促進(jìn)作用，使得載流子數(shù)量更加均衡，提高復(fù)合發(fā)光的效率。當(dāng)V2O5的厚度為30 nm時(shí)，器件

3、能夠獲得28990 cd/m2的最大亮度及54.36 cd/A的最大電流效率，分別比不含V2O5的器件提高了32％和34%。⑵研究了不同 MoO3厚度的氧化石墨烯/MoO3作為空穴注入層對綠色熒光OLED器件的影響。結(jié)果表明，氧化石墨烯/MoO3的引入不僅能夠使勢壘呈階梯式變化，還能形成p型摻雜的效果，且經(jīng)MoO3修飾后的氧化石墨烯薄膜的導(dǎo)電率和透過率均有所提升，在提高空穴的注入與傳輸速率的同時(shí)，也增加了有效的光出射。當(dāng)MoO3的厚度為

4、5 nm時(shí)，氧化石墨烯/MoO3復(fù)合薄膜的透過率最高，在550 nm處透過率達(dá)到88%，此時(shí)獲得的器件也具有最優(yōu)性能，最大電流效率達(dá)到5.87 cd/A，與用氧化石墨烯單獨(dú)作為空穴注入層的器件相比，提高了50%。⑶研究了不同Mg摻雜質(zhì)量比的Ca:Mg:Al合金作為陰極對紅色磷光OLED器件的影響。結(jié)果表明，Mg的摻雜能夠降低合金的功函數(shù)，減小陰極與相鄰功能層之間的界面能障，使得電子更容易克服界面勢壘向發(fā)光層中注入。當(dāng)Mg的摻雜質(zhì)量比為2

5、0%時(shí)，最有利于器件性能的提升，器件能夠獲得的最大亮度為10250 cd/m2，是以Ca:Al合金作為陰極的器件的3.7倍。且隨著電流密度從14.08 mA/cm2到130.57 mA/cm2的增大，器件的電流效率能夠穩(wěn)定在23.72 cd/A左右，滾降幅度較小。⑷研究了不同BCP摻雜濃度的Bphen:BCP:Cs2CO3作為電子傳輸層對綠色熒光OLED器件的影響。結(jié)果表明，具有高LUMO及HOMO能級的BCP的摻雜不僅能夠減小電子的注

6、入勢壘，加快電子的遷移速度，而且可以將空穴阻擋在發(fā)光層中，使載流子進(jìn)行充分的復(fù)合。此外，BCP還能抑制Cs2CO3中的Cs向發(fā)光層中擴(kuò)散，降低由于Cs和Alq3發(fā)生化學(xué)反應(yīng)而形成的發(fā)光猝滅的概率。當(dāng)BCP的摻雜濃度為10%時(shí)，能夠使器件獲得3.89 cd/A的最大電流效率，比不摻BCP的器件提高了46%。⑸分別在ADN主體中摻入TBPe藍(lán)色熒光材料和DPAVBi藍(lán)綠光材料作為雙發(fā)光層，制備了藍(lán)光 OLED器件。結(jié)果表明，雙發(fā)光層結(jié)構(gòu)能夠

7、擴(kuò)寬載流子的復(fù)合區(qū)域，使得結(jié)合區(qū)域遠(yuǎn)離電極，減少發(fā)光猝滅以及載流子在界面處的積累。同時(shí)，采用同種主體材料 ADN，使得雙發(fā)光層之間沒有能級差，更有利于能量的相互傳遞。與單發(fā)光層的器件相比，雙發(fā)光層的器件具有更高的發(fā)光效率及更好的色度穩(wěn)定性，能夠獲得的最大電流效率和最大亮度分別為11.96 cd/A和13050 cd/m2，且在器件工作的過程中，色坐標(biāo)能夠基本穩(wěn)定在（0.16,0.25）處。⑹通過將ADN:TBPe藍(lán)色熒光發(fā)光層、ADN:

8、DPAVBi藍(lán)綠光發(fā)光層、CBP:R-4B紅色磷光發(fā)光層相結(jié)合，制備了熒光與磷光復(fù)合型的白光OLED器件。結(jié)果表明，通過改變紅光發(fā)光層的厚度能夠調(diào)節(jié)載流子的復(fù)合區(qū)域，降低發(fā)光湮滅出現(xiàn)的概率。同時(shí)，藍(lán)綠光材料DPAVBi的摻雜不僅可以提供綠光，而且能夠增加藍(lán)光的出射，由于紅、綠、藍(lán)三種光色的出光強(qiáng)度比較合理，最終使器件獲得了較好的白光發(fā)射。當(dāng)紅光發(fā)光層的厚度為20nm時(shí)，器件的發(fā)光顏色相對來說最為純正，色坐標(biāo)為（0.33,0.34），在4