面向全有機(jī)有源顯示的有機(jī)電致發(fā)光器件及有機(jī)薄膜晶體管的研究
本文選題:OLED + OTFT ; 參考:《吉林大學(xué)》2016年博士論文
【摘要】:隨著互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的快速發(fā)展,新媒體應(yīng)用的快速更新,人類對(duì)于顯示品質(zhì)的要求越來越高,同時(shí)智能可穿戴產(chǎn)品的研發(fā)已然成為消費(fèi)電子產(chǎn)業(yè)的熱點(diǎn)。在眾多顯示技術(shù)中,柔性有源矩陣有機(jī)電致發(fā)光(AMOLED)顯示能夠兼顧大尺寸和便攜性的優(yōu)點(diǎn),成為目前科研界和產(chǎn)業(yè)界的重點(diǎn)研究對(duì)象。有機(jī)電致發(fā)光器件(OLED)作為柔性AMOLED的顯示單元,具有自發(fā)光、全固態(tài)、材料來源廣、工作溫度范圍寬等優(yōu)勢(shì),開發(fā)高性能的OLED對(duì)于提高顯示品質(zhì)至關(guān)重要。而作為驅(qū)動(dòng)元件的有機(jī)薄膜晶體管(OTFT)對(duì)于實(shí)現(xiàn)柔性有源顯示有著同樣重要的意義。本文立足于面向全有機(jī)有源顯示應(yīng)用,從改善單色/白光OLED器件性能以滿足實(shí)用化需求的角度出發(fā),探索制備高效率單色OLED及適應(yīng)于有源顯示的頂發(fā)射白光OLED的方法,同時(shí)對(duì)基于酞菁類有機(jī)材料作有源層的OTFT及基于并五苯有源層的OTFT開展了研究工作,通過對(duì)電極/有源層界面、有源層/絕緣層界面修飾以實(shí)現(xiàn)改善OTFT器件性能的目的。本論文的主要研究內(nèi)容如下:1、我們基于多發(fā)光層結(jié)構(gòu)提出了通過引入PBL(potential barrier layer)層改善器件性能的方法,利用高效磷光黃光染料PO-01制備了單色底發(fā)射OLED器件。我們對(duì)PBL層材料體系的選擇開展了系統(tǒng)的研究,發(fā)現(xiàn)采用TCTA作為PBL的器件表現(xiàn)出最高的電流效率,我們進(jìn)而通過對(duì)發(fā)光層數(shù)目的優(yōu)化,最終獲得的總電流效率(total current efficiency)達(dá)到110.85 cd/A的黃光OLED(對(duì)應(yīng)于正向效率(forward-viewing current efficiency)65.21 cd/A,此時(shí)器件亮度為335.8 cd/m2),并且當(dāng)器件亮度達(dá)到10000 cd/m2時(shí),總電流效率仍能保持在90cd/A的水平。我們對(duì)PBL的設(shè)計(jì)進(jìn)行了總結(jié),首先,PBL需選擇具有空穴傳輸特性的材料以抑制空穴傳輸層材料(如本文中NPB)的發(fā)光。其次,PBL與EML的能級(jí)匹配關(guān)系直接影響到電子載流子向發(fā)光層的傳輸從而對(duì)于器件效率產(chǎn)生嚴(yán)重影響。2、我們提出了采用導(dǎo)熱性良好、延展性良好的金屬Cu同時(shí)作為頂發(fā)射白光OLED的頂部陰極和底部陽極,制備出面向高分辨率彩色有源顯示應(yīng)用的頂發(fā)射白光器件。為了實(shí)現(xiàn)降低功耗的目的,在改善空穴注入傳輸方面,我們?cè)O(shè)計(jì)了Tc Ta摻雜Mo Ox的空穴注入層結(jié)構(gòu)結(jié)合Tc Ta作空穴傳輸層,確保了空穴向發(fā)光層的高效輸運(yùn)。在改善電子注入方面,我們?cè)O(shè)計(jì)出Cs2CO3/Al/Cu半透明的復(fù)合頂陰極結(jié)構(gòu)。發(fā)光層選擇雙極型母體26DCz PPy,器件具有較低的效率滾降,主要是由于以下幾個(gè)原因,一方面是雙極型母體有利于拓寬激子復(fù)合區(qū),降低器件效率滾降。另一方面是由于良好的能級(jí)匹配,改善了載流子向發(fā)光層中的輸運(yùn),并且能夠有效的將載流子限制在發(fā)光層中(我們從器件能級(jí)圖中可以看出,電子傳輸勢(shì)壘在Bphen/26DCz PPy界面只有0.05 e V,因而電子能夠輕易的進(jìn)入發(fā)光層中,但是當(dāng)電子到達(dá)Tc Ta/26DCz PPy界面時(shí),能級(jí)勢(shì)壘增加到0.2 e V,電子被限制在發(fā)光層中。對(duì)于空穴也有相似的情況,空穴也能夠被有效的限制在發(fā)光層中)。并且我們提出了采用有機(jī)材料Tc Ta作為光學(xué)覆蓋層改善器件角度依賴特性,同時(shí)提高不同波段發(fā)光平衡度的方法,有利于獲得高品質(zhì)的頂發(fā)射白光。3、我們首先制作了基于P型有機(jī)材料并五苯作為緩沖層的酞菁系晶體管器件,實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明:插入厚度為5nm的并五苯緩沖層時(shí),器件的性能有了明顯改善,并對(duì)緩沖層導(dǎo)致的器件性能變化進(jìn)行了分析。其次我們又利用氧化鉬做為電極和有源層之間的緩沖層,制作了酞菁銅基薄膜晶體管,實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明:氧化鉬緩沖層厚度為10 nm時(shí),器件的性能基本達(dá)到頂峰,再增加厚度,器件性能幾無變化。由此推斷由于氧化鉬緩沖層的加入,降低了電極和有源層間的空穴注入勢(shì)壘,提高了器件空穴注入能力。4、我們利用在OLED中通常使用的空穴傳輸材料NPB,將其摻入與絕緣層接觸的有源層,有效地提高了空穴的傳輸能力并降低了晶體管的工作電壓,得到了性能有較大改善的并五苯薄膜晶體管器件。同時(shí),通過改變摻雜層厚度,推測(cè)了并五苯薄膜晶體管導(dǎo)電溝道的縱向位置,為以后對(duì)晶體管導(dǎo)電溝道和有機(jī)層與絕緣層表面接觸性質(zhì)的進(jìn)一步研究奠定了基礎(chǔ)。
[Abstract]:With the rapid development of Internet technology , the rapid update of new media application , the demand for display quality has become more and more high , and the development of intelligent wearable products has become the focus of consumer electronics industry . On the other hand , because of good energy level matching , the electron transport potential barrier can be easily entered into the light - emitting layer , but when the electrons reach the Tc Ta / 26DCz PPy interface , the energy level barrier increases to 0.2 eV , and electrons are confined to the light - emitting layer . In this paper , we put forward the method of improving the device ' s angle dependence by using organic material Tc Ta as the optical cover layer , and improving the luminous balance of different wavelength bands . The results show that the performance of the device is obviously improved when the thickness of the molybdenum oxide buffer layer is 10 nm .
【學(xué)位授予單位】:吉林大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】:博士
【學(xué)位授予年份】:2016
【分類號(hào)】:TN383.1
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