氧化石墨烯對有機電致發(fā)光器件空穴注入層的改性研究.pdf

1、有機電致發(fā)光器件（Organic Light-Emitting Diodes，OLED）由于其具備優(yōu)異的特點而在顯示和照明領域存在廣泛的應用空間。自1987年至今，專家學者對OLED的性能優(yōu)化作出不懈努力，然而，OLED在應用領域還存在一定的問題?？昭ㄗ⑷雽訉τ贠LED空穴的注入和陽極的修飾有著舉足輕重的作用，但是常用的幾種空穴注入材料存在一定的缺陷甚至能對陽極進行破壞，尤其是旋涂法制備器件的過程中，常用的聚（3，4-亞乙二氧基噻吩）∶

2、聚（苯乙烯磺酸）(PEDOT∶PSS)的透光率和導電率具有一定的局限性，而且具有強酸性，容易腐蝕陽極而降低器件性能。基于此，本文利用氧化石墨烯(GO)和PEDOT∶PSS共同作用提高OLED器件的空穴注入性能、發(fā)光性能及穩(wěn)定性。本文的主要工作如下:
　　(1)利用改進的Hummer法制備了GO的水溶液，制備了GO薄膜，并探究了影響GO薄膜厚度和質量的因素，確定了GO的最佳轉速和退火溫度分別為3000rpm和120℃，研究了GO薄膜

3、厚度與旋涂次數(shù)的關系。探究了影響PEDOT∶PSS薄膜厚度和質量的因素，繪制了PEDOT∶PSS薄膜厚度與轉速的關系曲線圖，確定了PEDOT∶PSS薄膜的最佳退火溫度為120℃。
　　(2)利用GO摻雜PEDOT∶PSS作為空穴注入層制備了小分子熒光OLED，器件結構為ITO/PEDOT∶PSS∶GO(x)/NPB/Alq3/LiF/Al，x為GO在PEDOT∶PSS中的摻雜量。在PEDOT∶PSS水溶液中摻雜GO水溶液，經(jīng)過旋涂

4、和退火成膜后，與純PEDOT∶PSS相比，不僅改善了導電率，也相應的提高了透光率，從而使器件的發(fā)光性能得到改善。通過優(yōu)化GO的摻雜量發(fā)現(xiàn)，當GO的摻雜量為0.8％（質量分數(shù)）時，空穴注入層的透光率達到最大值(96.8％)，器件性能也達到最佳。GO摻雜量為0.8％的器件的最大電流效率和最大功率效率分別達到3.72 cd·A-1和2.12 lm·W-1，與PEDOT∶PSS作為空穴注入層的器件相比，其最大電流效率和最大功率效率分別提高了67

5、.6％和35.7％。利用優(yōu)化后GO的最佳摻雜濃度，本文采用旋涂法工藝制備了小分子綠光、紅光和藍光磷光OLED，發(fā)光材料分別為Ir(ppy)3、Ir(piq)2acac和Firpic。與傳統(tǒng)器件相比，綠光、紅光和藍光磷光OLED的最大電流效率分別提高了60.3％、80.5％和46.7％，最大功率效率分別提高了89.7％、81.9％和46.4％，而且所有器件的發(fā)光光譜都沒有因為GO的加入而發(fā)生變化。但是PEDOT∶PSS中強酸性的硫酸根對I

6、TO陽極的腐蝕破壞仍然存在，造成器件穩(wěn)定性差，亮度衰減快。
　　(3)基于以上問題，本文利用GO/PEDOT∶PSS雙空穴注入層設計了器件ITO/GO(x nm)/PEDOT∶PS S/NPB/Alq3/LiF/Al，探究GO/PEDOT∶PSS雙空穴注入層對器件發(fā)光性能及穩(wěn)定性的影響。我們發(fā)現(xiàn)加入GO夾層的雙空穴注入層明顯提高了器件的空穴注入能力，降低了器件的驅動電壓，從而改善了器件的發(fā)光性能，尤其是功率效率的提升更為明顯，另外

7、，還發(fā)現(xiàn)加入GO后的雙空穴注入層器件的穩(wěn)定性明顯提高，這歸功于GO的加入阻止了強酸性的PEDOT∶PSS對ITO陽極的破壞。通過調節(jié)GO薄膜的厚度，我們發(fā)現(xiàn)，當GO的厚度為2.8 nm時，該熒光器件的最大亮度、最大電流效率和最大功率效率達到最優(yōu)，分別為29012 cd·m-2、4.9 cd·A-1和3.1 lm·W-1，與傳統(tǒng)器件相比，分別提高了31.8％、59.1％和128％。本文還使用GO/PEDOT∶PSS雙空穴注入層，采用旋涂法