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硅基有机薄膜电致发光器件电极的制备和研究

赵永梅  
【摘要】:有机薄膜电致发光器件(OLED)由于具有驱动电压低、发光亮度和发光效率高、全固化主动发光、视角宽、响应速度快等优点,近年来在显示技术领域显示出巨大的吸引力。但由于受到材料和器件结构的限制,实际应用中OLED仍存在诸多问题,如发光效率仍待提高、器件寿命较短等。本课题工作以提高发光效率为目的,从提高载流子注入效率为出发点,着重解决电子和空穴的注入效率问题。以场致电子发射和有机薄膜电致发光理论为指导,提出了将场致发射和电致发光结合起来的新思路,在此基础上提出了硅基有机薄膜电致发光器件的新型结构。 提高双载流子注入效率的关键是OLED器件的电极的优化。场致电子发射由于具有发射电流密度大、发射电子密集等优点,目前场发射平板显示在显示技术领域占有举足轻重的地位。利用场致电子发射的优越性,将场致发射阴极作为阴极应用于OLED器件,可以大大提高电子的注入效率。同时由于硅工艺的成熟和兼容性,硅基器件越来越占有重要的地位。因此,本课题中采用硅基碳基薄膜作为OLED阴极。从提高空穴注入效率出发,结合本课题硅基OLED器件从顶部发光的结构及有机材料本身的限制,对阳极提出了更高的要求,即透明、导电、高功函数及制备过程中对有机层的损伤小。 本课题首先重点探索了制备场发射性能优异的碳基薄膜阴极材料的实验条件和工艺,主要包括: (1) 纳米级石墨薄膜的制备:探索了制备纳米级石墨薄膜的实验方法和参数,通过对场发射性能的研究,找到了场发射性能优异的制备条件,并对该石墨薄膜有着良好发射性能的发射机理作了一定的分析。该纳米级石墨薄膜的良好的场发射性能使得其能够作为OLED的阴极应用,以达到提高OLED器件电子注入效率的目的。 (2) 金刚石薄膜及金刚石/金属复合结构薄膜的制备:探索了制备较高质量金刚石薄膜的实验条件和具体实验过程,在此基础上对金刚石薄膜进行了场发射性能的测试。为了改善金刚石薄膜的场发射性能,制备了金刚石/金属复合结构薄膜并通过场发射性能的测试表明了该结构的优越性。系统地研究了金刚石薄膜表面不同金属及不同金属层厚度对金刚石场发射性能的影响。从金刚石能带结构出发,通过对该复合结构金属-半导体接触界面特性的分析进一步分析了金属薄层的存在能改善金刚石薄膜场发射性能的原因,并得到了具有一定价值的结果。该复合结构可以


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