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有机发光二极管的界面及高性能蓝光二极管

顾菊芬  
【摘要】:有机电致发光器件Organic light-emitting Devices(OLED)发展至今已有二十余年,其质量轻、厚度薄、自发光、响应速度快、可弯曲等特点吸引着众多科研人员。稳定性和效率是其面临的两大主要问题,阻碍着OLED的产业化进程。本文主要以有机电致发光二极管为研究对象,从发光的过程机理出发,重点研究了界面对器件性能的影响。 本文综述了有机电致发光器件中界面修饰的机理模型,首先引用了经典的无机半导体理论,总结了隧穿模型,能带弯曲理论,以及界面偶极子的形成。更细致地,从界面相互作用力的角度出发总结了各种界面理论模型,往往一种界面情况同时涵盖着几种效应,虽然没有一种理论能够涵盖所有的界面情况,但是随着研究手段的不断更新和发展,人们对界面机理的理解也会更加深入,相信在不久的将来界面理论也将趋于完善。 本文设计和制备了以氧化石墨烯(Graphene oxide, GO)为界面修饰材料的OLEDs和PLEDs器件。在MEH-PPV为发光材料的PLEDs中,发现GO可以作为空穴传输材料和电子阻挡层。以GO作为阳极修饰的器件,其性能可以与PEDOT:PSS器件相比。这种廉价,制备简单的材料有望能替代PEDOT:PSS作为新一代绿色的阳极修饰材料。在小分子器件中,GO作为阳极修饰层并未改善器件的性能。这可能跟材料的迁移率有关,小分子的迁移率要远高于聚合物和GO,因此GO的空穴传输作用在PLEDs中相对更明显。 以哑铃状的DSFXPy为蓝光主体材料,制备了一系列非掺杂的蓝光器件。其中,结构为ITO/MoO_x(2 nm)/m-MTDATA(20 nm)/NPB(10 nm)/SFX-Py-SFX(30 nm)/TPBi(40nm)/LiF(1nm)/Al的器件获得了比较好的器件性能,在6V和亮度~260cdm~(-2)下得到最大电流效率7.4cd/A,在~200cdm~(-2)的亮度下得到功率效率为4.1lm/W,外量子效率高达4.6%(亮度为260cdm~(-2)时)。亮度6500cd/m~2下的CIE坐标是(0.16,0.15)超过了大部分非掺杂蓝光器件。最后在简单结构的器件中ITO/MoO_x(2 nm)/NPB(30 nm)/SFX-Py-SFX(30nm)/TPBi(40 nm)/LiF(1 nm)/Al得到了更加稳定的光谱和不错的器件效率5.5 cd/A,CIE坐标为(0.17,0.17±0.01)。相信,通过进一步改进器件的设计方案,应该可以得到更加出色的蓝光。


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