本文關(guān)鍵詞：基于可控有序褶皺的柔性可拉伸有機(jī)電致發(fā)光器件研究　出處：《吉林大學(xué)》2017年博士論文　論文類型：學(xué)位論文

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【摘要】：近年來,隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,可拉伸電子器件逐漸走進(jìn)人們的視野�？衫彀l(fā)光器件作為可拉伸電子器件的重要一員,在顯示、照明等領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用前景。特別是隨著可穿戴電子設(shè)備的興起,可拉伸發(fā)光器件由于其在該新興領(lǐng)域的重大應(yīng)用潛力而備受關(guān)注。但是,在實(shí)現(xiàn)商業(yè)化之前,可拉伸發(fā)光器件仍有許多技術(shù)難題需要解決�？衫煨韵拗屏税l(fā)光器件在結(jié)構(gòu)、材料和制備工藝上的選擇和設(shè)計(jì),導(dǎo)致當(dāng)前文獻(xiàn)中已經(jīng)報(bào)道的可拉伸發(fā)光器件普遍存在器件發(fā)光效率低的問題。并且,可拉伸發(fā)光器件的機(jī)械穩(wěn)定性差,多次循環(huán)拉伸后器件的發(fā)光性能快速衰減。本文主要圍繞著基于褶皺結(jié)構(gòu)的可拉伸有機(jī)電致發(fā)光器件(OLEDs)展開研究,通過利用高效率的小分子磷光材料作為發(fā)光體和利用多種微結(jié)構(gòu)加工技術(shù)控制褶皺形貌,最終制備了具有可控有序褶皺、高效率和高機(jī)械穩(wěn)定性的一維可拉伸OLEDs;我們制備了具有隨機(jī)褶皺的二維可拉伸OLEDs,并首次測量了二維可拉伸OLEDs在不同拉伸度時(shí)的光電性能。本論文取得的研究成果主要包括以下幾個方面:1、基于可編程激光燒蝕起褶工藝的具有高效率和高機(jī)械穩(wěn)定性的可拉伸OLEDs。利用激光燒蝕工藝在彈性襯底表面制備長周期光柵結(jié)構(gòu),利用剝離方法制備超薄柔性O(shè)LEDs。通過超薄OLEDs與彈性襯底表面微結(jié)構(gòu)的可控局部粘合,得到具有可控有序褶皺的可拉伸OLEDs。由于超薄OLEDs沒有直接拉伸,因此器件在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、材料選擇和工藝制備方法等方面不受局限,從而實(shí)現(xiàn)器件的高效率。同時(shí),規(guī)則有序的褶皺結(jié)構(gòu)提高了器件的機(jī)械穩(wěn)定性。利用磷光材料Ir(ppy)3作為發(fā)光材料,在70%拉伸度下,器件最大發(fā)光效率達(dá)到70 cd/A,在0%-20%拉伸度之間循環(huán)拉伸15000次后器件性能下降小于16%,是當(dāng)時(shí)已報(bào)到的可拉伸OLEDs發(fā)光效率和機(jī)械穩(wěn)定性的最高紀(jì)錄。最后,利用將可拉伸OLEDs固定在手指關(guān)節(jié)處的方式,證明了其在可穿戴電子設(shè)備領(lǐng)域的應(yīng)用潛力。2、提出了一種滾輪輔助粘性壓印工藝,用于制備具有可控有序褶皺的可拉伸OLEDs。滾輪輔助粘性壓印工藝是指利用表面具有周期性微結(jié)構(gòu)的滾輪作為壓印模板,利用金屬間隔層修飾襯底表面的粘性,使目標(biāo)薄膜與襯底在滾輪上的微結(jié)構(gòu)和襯底表面金屬間隔層共同控制下發(fā)生周期性的粘合與不粘合,進(jìn)而使目標(biāo)薄膜形成周期性微結(jié)構(gòu)。這種壓印工藝,不涉及高溫和紫外光固化,具有過程簡單、快速和適合大面連續(xù)制備微結(jié)構(gòu)等優(yōu)點(diǎn)。用滾輪輔助粘性壓印工藝制備了具有周期性褶皺的可拉伸OLEDs,器件最大可拉伸100%,最大亮度和效率分別為15110 cd/m2和66 cd/A,且器件在0%-20%拉伸度之間循環(huán)拉伸35000次后,發(fā)光性能依然保持在原來數(shù)值的70%以上。3、利用鏤空掩模板沉積法在彈性襯底表面蒸鍍周期性金屬間隔層的方法,制備了具有可控有序褶皺的可拉伸OLEDs。彈性襯底表面蒸鍍有金屬間隔層的區(qū)域完全失去粘性,超薄OLEDs只與彈性襯底上未蒸鍍金屬間隔層的部分粘合,形成周期性的粘合與非粘合區(qū),進(jìn)而形成周期性褶皺。利用此方法制備的可拉伸OLEDs最大可拉伸100%,并展現(xiàn)了優(yōu)異的發(fā)光性能和循環(huán)拉伸穩(wěn)定性,用發(fā)射橙光的小分子磷光材料Ir(BT)2(acac)作為發(fā)光材料,器件的最大發(fā)光亮度為17980 cd/m2,最大效率為73 cd/A,且在0%-20%拉伸度之間循環(huán)拉伸20000次和在0%-60%拉伸度之間循環(huán)拉伸6000次后,效率波動在10%以內(nèi)。4、制備了基于超薄和超柔性聚合物襯底的高效率二維可拉伸OLEDs。將超薄OLEDs粘貼在二維拉伸的彈性襯底表面,釋放拉力后,超薄OLEDs在彈性襯底表面形成二維隨機(jī)褶皺。由于超薄聚合物襯底具有超高的柔性,所以在形成二維隨機(jī)褶皺時(shí)OLEDs沒有在各向異性的彎曲應(yīng)力作用下?lián)p壞,并且展現(xiàn)了優(yōu)異的二維拉伸性能。在二維拉伸狀態(tài)下,器件最大拉伸度為50%,最高電流效率為79 cd/A,這是已報(bào)道過的二維可拉伸OLEDs的最高效率。同時(shí),器件展現(xiàn)了較好的循環(huán)拉伸穩(wěn)定性,在0%-25%拉伸度下循環(huán)拉伸100次,電流效率下降1.7%。
【學(xué)位授予單位】：吉林大學(xué)
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號】：TN383.1

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本文編號：1316745