發(fā)布時間：2021-08-01 15:41

　　有機光電器件由于在顯示、照明、太陽能、場效應晶體管、有機傳感和有機存儲等領域的特殊應用,吸引了從學術界到工業(yè)領域的極大關注。近年來,這一前沿領域已經取得了顯著的進步。主動矩陣有機電致發(fā)光二極管（OLEDs）已經使用在了智能手機、電視和便攜設備的柔性顯示屏上并實現(xiàn)了商業(yè)化。與此同時,溶液處理的有機光伏電池（OPVs）的功率轉化效率（PCE）已經超過了15%,達到了商業(yè)化生產的基本需求。然而,有機光電子器件工作在非常規(guī)的環(huán)境條件下,如低溫、高壓以及持續(xù)光輻射的極端條件,器件的可靠性研究顯得越來越重要。與此同時,極端環(huán)境下的有機光電器件測試系統(tǒng)、有機功能材料的光電性質以及有機電子器件的物理特性、光電特性等鮮有報道。為此,本論文針對上述問題,從有機光電器件的工作原理、光電轉換過程與機理出發(fā),開展了極端環(huán)境下的有機光電器件的基礎與應用研究。本論文首先對引起光電器件可靠性的影響因素進行文獻綜述和理論分析,詳細探討了氧化、水汽、化學、溫度以及光氧化條件下有機光電器件可靠性的改善機制。器件內單獨的有機功能層往往會因為多種原因,造成半導體本征特性的衰退或性能的降低,同時層-層之間的相互作用以及所處的環(huán)境... 

【文章來源】：上海大學上海市 211工程院校

【文章頁數(shù)】：147 頁

【學位級別】：博士

【部分圖文】：

有機電致發(fā)光機理及發(fā)光過程示意圖

上海大學博士學位論文5傳輸層與發(fā)光層(電子傳輸層)的優(yōu)點，提高了器件的光電性能，器件亮度高于1000cdm-2。自柯達公司取得突破以來，越來越多的功能層被應用到OLEDs中如圖1.2所示，如空穴注入層(holeinjectionlayer，HIL)，空穴傳輸層(holetransportlayer,HTL)，空穴阻擋層(holeblocklayer，HBL)，發(fā)光層(EML)和電子注入層(electroninjectionlayer，EIL)，電子傳輸層(electrontransportlayer，ETL),電子阻擋層(electronblocklayer，EBL)等等。已經表明，OLEDs的電致發(fā)光效率可以通過多層器件中的載流子平衡或激子束縛增加[30,31]。電荷載流子的限制可以增加載流子的俘獲，激子的限制可以改善從主體到客體的能量轉移。除此之外，多層器件OLEDs采用串聯(lián)結構同樣可以提高器件發(fā)光效率但功率效率有所損失。圖1.2OLEDs器件結構的演變OLEDs器件由于出光方向的不同又可分為低發(fā)射器件與頂發(fā)射器件兩種。在大多數(shù)報道的器件結構中，光線從襯底側(底部發(fā)射)發(fā)出，該種結構器件制備較簡單，多見于科研結構的基礎研究中。此外，如果光線從最后的沉積層[32,33]逸出(頂部發(fā)射)，該結構的器件成為頂發(fā)射器件。頂發(fā)射OLEDs結構決定了其能夠更容易地與非透明晶體管背板集成，例如硅有源矩陣尋址；但是需要使用透明頂部電極而不是傳統(tǒng)的不透明薄金屬陰極。目前許多研究小組正在研究高度透明的頂部電極，最先進和可靠的技術是基于半透明金屬電極薄膜而不是ITO沉積，這對于諸如顯示器的大面積器件是難以實現(xiàn)的。最近，Dobbertin等人證明了基

上海大學博士學位論文8100%的內部量子效率[49-51]，此外，磷光材料也可用于濕法制備[52]。2012年，日本C.Adachi課題組成功研制出第三代OLEDs發(fā)光材料--熱致延遲熒光材料(TADF)，該類型材料兼顧了熒光器件長壽命和磷光材料高效率的雙重優(yōu)點且不含重金屬，第三代有機材料因其優(yōu)異性能已引起廣泛的研究熱潮[53]。如圖1.3為OLEDs發(fā)光材料的發(fā)展歷程以及這三代材料的激子利用率對比圖；DCJTB、Btp2Ir(acac)、4CzTPN-Ph分別為具有代表性的紅色熒光、磷光、TADF發(fā)光材料。圖1.3OLEDs發(fā)光材料的發(fā)展與發(fā)光機理圖1.3.4OLEDs器件的性能參數(shù)啟亮電壓：OLEDs器件發(fā)光亮度為1cdcm2時所需要的驅動電壓值。較小的啟亮電壓預示著器件較低的功耗，較高的功率效率。器件正常工作時對應的電壓稱為驅動電壓，驅動電壓受到兩端電極的注入勢壘及有機功能材料的載流子遷移率影響。低驅動電壓是OLEDs的特征之一。發(fā)光效率：判斷OLEDs器件的發(fā)光性能的最重要的參數(shù)。常使用的效率參數(shù)為外量子效率(EQE)，發(fā)光效率(ηL)和功率效率(ηP)。前者主要用于評價發(fā)光材料的性能優(yōu)劣，而后者是衡量整體器件功耗和能量利用率。可由下式(1-1)對兩者進行換算。(1-1)LPV


本文編號：3315792