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《北京交通大学》 2007年
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超薄层在有机电致发光器件中的应用

徐登辉  
【摘要】: 当今是以信息产业为核心的知识经济时代,平板显示器作为人类获取信息的重要界面,其作用也越来越显著。有机电致发光器件作为平板显示家族中的重要一员,具有重量轻、成本低、视角宽、响应速度快、主动发光、发光亮度和效率高、能实现全色显示等优点,使其成为近年来人们研究的热点。虽然有机电致发光器件的研究已经取得较大进展,但进一步提高器件的性能仍然是各国研究人员需要努力的方向。本论文主要侧重于对有机电致发光器件的结构、特性及发光机理等方面的研究,并得到了一些有意义的结果。 1.通过分析器件的电压-电流特性,研究了不同阳极处理方式对器件载流子注入及内部电场分布的影响。分别用氧等离子和臭氧处理Intium tin oxide(ITO)表面并制备常规结构的器件ITO/4,4'-bis[N-(1-naphthyl)-N-phenylamino]biphenyl(NPB)/tris-(8-hydroxy-quinolinato)aluminum(AlQ)/Al,并与没有经过任何处理的ITO阳极器件进行对比。发现在这三种器件中,AlQ层中的平均场强要大于NPB中的平均场强。还发现空穴从阳极到NPB层的注入基本属于Fowler-Nordheim(FN)隧穿注入模型,而电子从阴极到AlQ的注入属于Richardson-Schottky(RS)热发射注入模型。 2.系统研究了以4-(dicyanomethylene)-2-t-butyl-6(1,1,7,7-tetramethyljulolidyl-9-enyl)-4H-pyran(DCJTB)薄层作为发光层时,DCJTB薄层的位置和厚度对有机电致发光器件发光性能的影响,并利用DCJTB薄层制备了白光电致发光器件。当DCJTB薄层位置靠近NPB/AlQ界面时,来自DCJTB薄层的红色发光较强,且当DCJTB薄层位于NPB一侧时,器件有较高的发光亮度和效率。利用DCJTB薄层作为发光层,并引入一空穴阻挡层2,9-dimethyl-4,7-diphenyl-1,10-phenanthroline(BCP),制备了白光器件:ITO/NPB(45nm)/DCJTB(0.15nm)/NPB(5nm)/DCJTB(0.15nm)/BCP(10nm)/AlQ(50nm)/LiF(0.3nm)/Al(150nm)。该器件的最大效率达到2.9cd/A。当电流密度从2mA/cm~2增加到100mA/cm~2时器件的色坐标从(0.325,0.340)变化到(0.320,0.326),器件的色坐标比较稳定。 3.利用5,6,11,12-tetraphenylnaphtacene(rubrene)薄层为发光层,研究了其在器件中不同位置及不同厚度时的发光,发现当薄层位置在靠近界面4-5nm的范围内,器件的光谱才主要是rubrene的发光(>80%)。利用rubrene薄层作为红光发光辅助层,制作了以DCJTB为红光发光层的器件,与仅有DCJTB为红光发光层的器件相比,此方法不仅大大提高了器件的亮度和效率,而且提高了器件的色纯度。在上述器件的基础上,引入空穴阻挡材料(BCP和PBD)制作结构如ITO/NPB(48nm)/rubrene(0.05nm)/NPB(1nm)/DCJTB(0.1nm)/NPB(1nm)/rubrene(0.05nm)/BCP或PBD(15nm)/AlQ(40nm)/Al的器件,器件发光光谱中完全没有AlQ的发光,而在蓝光处出现两个微小的发光峰,并分析其发光来源认为这两个发光峰来源于rubrence与BCP或PBD所形成的激基复合物的发光。 4.以poly(methyl methacrylate)(PMMA)作为界面修饰层,用旋涂的方式沉积到Polyethylenedioxythiophenne:polystyrenesulfonate(PEDOT:PSS)表面,制备了以poly(2-methoxy-5-(2'-ethylhexyloxy)-1,4-phenylene vinylene)(MEH-PPV)为发光层的聚合物发光器件。发现当PMMA层厚度为3nm时,器件的发光效率比没有PMMA层的器件提高了近一倍,且此时器件有最大的发光效率和亮度。
【学位授予单位】:北京交通大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2007
【分类号】:TN383.1

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