本文關(guān)鍵詞：CsCl對(duì)有機(jī)電致發(fā)光器件性能的影響

  更多相關(guān)文章： 有機(jī)電致發(fā)光器件 堿金屬化合物 遷移率 摻雜

【摘要】：有機(jī)電致發(fā)光器件(organic light emitting device,OLED),是一種在電場(chǎng)的驅(qū)動(dòng)下有機(jī)層受激發(fā)光的器件,目前主要應(yīng)用于顯示和照明領(lǐng)域,被認(rèn)為是21世紀(jì)最具前景的照明和顯示產(chǎn)品。OLED具有啟動(dòng)電壓低,對(duì)比度高,全固化主動(dòng)發(fā)光,可視角度大,響應(yīng)速度快,可實(shí)現(xiàn)柔性顯示制成曲屏等優(yōu)點(diǎn)。但是,OLED在商品化進(jìn)程中卻一直存在著諸多問題,主要是器件的發(fā)光效率不夠高,壽命達(dá)不到主流顯示產(chǎn)品的要求等。究其根本原因是目前使用的大多數(shù)有機(jī)材料,空穴和電子在其中傳輸?shù)倪w移率相差兩個(gè)數(shù)量級(jí),空穴的遷移率遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于電子的遷移率,導(dǎo)致到達(dá)發(fā)光層中的載流子數(shù)目嚴(yán)重不平衡,復(fù)合率低,發(fā)光效率低,因此通過一些途徑使器件內(nèi)部電子和空穴的數(shù)目達(dá)到平衡是提高發(fā)光效率的關(guān)鍵。目前主要有以下的改進(jìn)方法:對(duì)陽極進(jìn)行修飾降低空穴的注入勢(shì)壘,對(duì)陰極進(jìn)行修飾降低電子的注入勢(shì)壘,對(duì)主體材料進(jìn)行n型摻雜增大電子在ETL(電子傳輸層)中的遷移率。研究人員已經(jīng)發(fā)現(xiàn)的適用于以上改進(jìn)方法的材料多數(shù)為堿金屬的化合物。本論文采用CsCl對(duì)OLED標(biāo)準(zhǔn)器件進(jìn)行了以下幾個(gè)方面的修飾,主要研究CsCl對(duì)有機(jī)電致發(fā)光器件性能的影響,優(yōu)化最佳的器件結(jié)構(gòu)。1.制作標(biāo)準(zhǔn)器件,結(jié)構(gòu)為ITO/NPB(50 nm)/Alq3(60 nm)/Al(120 nm),作為研究過程中的對(duì)比器件,測(cè)量該器件的電流、電壓、亮度等性能評(píng)價(jià)參數(shù),根據(jù)器件I-V、L-V等特性曲線,研究結(jié)果發(fā)現(xiàn),該器件的啟亮電壓為3.7 V,最高亮度僅為1602 cd/m2,最高電流效率僅為0.75 cd/A。2.在標(biāo)準(zhǔn)器件的基礎(chǔ)上加入不同厚度的CsCl作為電子注入材料,制作結(jié)構(gòu)為ITO/NPB(50 nm)/Alq3(60 nm)/CsCl(0,0.2,0.6,1.0,1.4,1.8 nm)/Al(120 nm)的器件,結(jié)果發(fā)現(xiàn)CsCl的最優(yōu)厚度為0.6 nm,此時(shí)器件的啟亮電壓為2.5 V,最高亮度為9223 cd/m2,約為標(biāo)準(zhǔn)器件的5.75倍,最大光度效率為3.87 cd/A,約為標(biāo)準(zhǔn)器件的4.96倍,是性能最優(yōu)的器件結(jié)構(gòu)。3.在標(biāo)準(zhǔn)器件中的ETL(電子傳輸層)中摻入不同濃度的CsCl,制作結(jié)構(gòu)為ITO/NPB(50 nm)/Alq3(40 nm)/Alq3:CsCl(20 nm,0,1,3,5,7,9%wt)/Al(120 nm)的器件,結(jié)果發(fā)現(xiàn)CsCl的最優(yōu)摻雜濃度為3%,此時(shí)器件的啟亮電壓為3.0 V,最高亮度為8723 cd/m2,約為標(biāo)準(zhǔn)器件的5.45倍,最高效率為2.34 cd/A。4.將CsCl既作為電子注入材料,又作為摻雜劑,制作結(jié)構(gòu)為ITO/NPB(50nm)/Alq3(40 nm)/Alq3:CsCl(20 nm,0,1,3,5,7,9%wt)/CsCl(0.6 nm)/Al(120 nm)的器件,結(jié)果發(fā)現(xiàn)當(dāng)CsCl的厚度為0.6 nm,摻雜濃度為3%時(shí),器件性能最優(yōu),啟亮電壓為3 V,最高亮度為9007 cd/m2。將2、3、4中制備的性能最優(yōu)器件進(jìn)行比較,結(jié)果發(fā)現(xiàn)步驟2中制備的器件整體性能最優(yōu)。5.在步驟2中制備的性能最優(yōu)的器件中加入CsCl作為空穴阻擋層,制作結(jié)構(gòu)為ITO/CsCl(0,0.1,0.4,0.7,1.0,1.3 nm)/NPB(50 nm)/Alq3(60 nm)/CsCl(0.6 nm)/Al(120 nm)的器件,結(jié)果發(fā)現(xiàn)當(dāng)空穴阻擋層的厚度為0.4 nm時(shí),器件的啟動(dòng)電壓降至最低2.9 V,最大亮度達(dá)到了12410 cd/m2,是標(biāo)準(zhǔn)器件的7.75倍,是本論文制備的所有器件中性能最優(yōu)的器件結(jié)構(gòu)。
【關(guān)鍵詞】：有機(jī)電致發(fā)光器件 堿金屬化合物 遷移率 摻雜
【學(xué)位授予單位】：重慶師范大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TN383.1
【目錄】：

• 中文摘要5-7
• 英文摘要7-12
• 1 引言12-17
• 1.1 研究背景12-13
• 1.2 研究進(jìn)展13-15
• 1.3 研究的內(nèi)容及目的15-17
• 2 有機(jī)電致發(fā)光器件17-34
• 2.1 有機(jī)電致發(fā)光器件的發(fā)光原理17-22
• 2.1.1 載流子的注入18-20
• 2.1.2 載流子的遷移20-21
• 2.1.3 激子的形成21
• 2.1.4 激子輻射發(fā)光21-22
• 2.2 能量轉(zhuǎn)移理論22-24
• 2.3 有機(jī)電致發(fā)光器件的結(jié)構(gòu)24-28
• 2.3.1 單層器件結(jié)構(gòu)24-25
• 2.3.2 雙層器件結(jié)構(gòu)25-26
• 2.3.3 三層器件結(jié)構(gòu)26-27
• 2.3.4 多層器件結(jié)構(gòu)27
• 2.3.5 其它器件結(jié)構(gòu)27-28
• 2.4 有機(jī)電致發(fā)光性能表征參數(shù)28-31
• 2.4.1 啟動(dòng)電壓和驅(qū)動(dòng)電壓28
• 2.4.2 發(fā)光亮度28-29
• 2.4.3 發(fā)光效率29-30
• 2.4.4 電流-電壓特性曲線30
• 2.4.5 亮度-電壓特性曲線30
• 2.4.6 工作壽命30
• 2.4.7 發(fā)光光譜30-31
• 2.5 提高有機(jī)電致發(fā)光器件性能的途徑31-34
• 2.5.1 插入絕緣層增強(qiáng)載流子的注入31-32
• 2.5.2 n型摻雜32-34
• 3 實(shí)驗(yàn)及相關(guān)技術(shù)34-42
• 3.1 實(shí)驗(yàn)儀器34-37
• 3.1.1 制備儀器34-35
• 3.1.2 其他儀器35-37
• 3.2 實(shí)驗(yàn)材料37-39
• 3.2.1 陽極材料37
• 3.2.2 空穴傳輸層材料37
• 3.2.3 發(fā)光層及電子傳輸層材料37-38
• 3.2.4 陰極材料38-39
• 3.2.5 修飾材料氯化銫39
• 3.3 陽極的切割和刻蝕39-40
• 3.4 陽極的清洗40
• 3.5 基片的烘干40
• 3.6 藥品的添加40-42
• 4 標(biāo)準(zhǔn)器件的制備工藝及檢測(cè)42-48
• 4.1 標(biāo)準(zhǔn)器件的制備工藝42-44
• 4.2 標(biāo)準(zhǔn)器件的檢測(cè)44-48
• 4.2.1 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析44-46
• 4.2.2 小結(jié)46-48
• 5 CsCl對(duì)有機(jī)電致發(fā)光器件性能的影響48-66
• 5.1 CsCl做電子注入層48-52
• 5.1.1 引言48-49
• 5.1.2 實(shí)驗(yàn)49
• 5.1.3 結(jié)果與分析49-52
• 5.1.4 小結(jié)52
• 5.2 CsCl摻雜在Alq3中作為電子傳輸層52-56
• 5.2.1 引言52
• 5.2.2 實(shí)驗(yàn)52-53
• 5.2.3 結(jié)果與分析53-56
• 5.2.4 小結(jié)56
• 5.3 CsCl既做電子注入層又做電子傳輸層摻雜劑56-59
• 5.3.1 引言56
• 5.3.2 實(shí)驗(yàn)56-57
• 5.3.3 結(jié)果與分析57-59
• 5.3.4 小結(jié)59
• 5.4 5.1,5.2,5.3 中最優(yōu)器件的比較59-62
• 5.4.1 引言59
• 5.4.2 結(jié)果與分析59-61
• 5.4.3 小結(jié)61-62
• 5.5 CsCl既做空穴阻擋層又做電子注入層62-66
• 5.5.1 引言62
• 5.5.2 實(shí)驗(yàn)62
• 5.5.3 結(jié)果與分析62-65
• 5.5.4 小結(jié)65-66
• 6 結(jié)論66-68
• 參考文獻(xiàn)68-75
• 附錄：攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表論文及科研情況75-76
• 致謝76

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