基于银纳米线复合阳极的柔性有机发光器件的研究

发布时间：2020-07-12 21:40

【摘要】：随着对有机导电材料的进一步研究,许多具有优异光学和电学性质的有机材料被人们开发出来。有机材料的不断推陈出新使有机电致发光器件(Organic Light Emitting Device,OLED)得到迅猛发展。目前OLED产业已经初具规模,主要以氧化铟锡(ITO)作为阳极,有机材料作为中间层,金属作为阴极的薄膜发光器件为主。未来OLED将作为照明和显示技术进一步融入到人们的生活中,但是随着人们对产品要求的提高,OLED正朝着柔性的方面发展。ITO电极虽然目前应用广泛,但是其易碎、机械性能差的性质限制了柔性OLED的发展,所以人们正寻求着其他材料作为ITO的替代品,并实现柔性OLED的产业化。目前已知的可用作透明导电电极的潜力材料有金属纳米线、石墨烯、碳纳米管以及导电聚合物。金属纳米线中以银纳米线最为常见,由于银材料本身的柔韧性可以制备成具有纳米尺寸又保留原有金属导电性的纳米线。银纳米线组成的薄膜透过率高,机械性能优异,是非常好的柔性电极材料。石墨烯也一直是近几年来最受关注的材料之一,由于其优越的机械性能、稳定性、导热性、透光性,被应用于许多领域。由于单层石墨烯的透过率高达97%以上,本身内部电子传输能力又极强,所以也有许多关于石墨烯作为透明电极应用的研究报道。但是这两种材料都有一些缺点和不足,例如,银纳米线结构粗糙,搭接松散,导电空隙大;石墨烯导电性能差,功函数低,在制备OLED时,空穴注入能力不足,这也成为石墨烯应用在OLED电极的瓶颈。本文工作分别对银纳米线、石墨烯进行修饰,为了实现高导电性、高透过率、高机械性能、低粗糙度的柔性电极,我们主要展开了以下工作:(1)利用一维银纳米线与石墨烯,制备银纳米线/石墨烯复合导电电极。选用不同浓度银纳米线,通过旋涂的方法,在石墨烯上制备一层银纳米线薄膜。银纳米线在石墨烯的表面为石墨烯的片径之间提供良好的导电路径,起到桥梁的作用,使石墨烯薄膜的导电性得到提高。再通过衬底转移法,利用光固化胶NOA63将复合电极镶嵌转移下来,形成柔性电极,并且由于NOA63的掩埋作用,使复合电极的粗糙度极大的降低,解决了银纳米线结构松散、表面粗糙的缺点。利用这种方法,通过不断优化银纳米线的浓度,复合电极的方块电阻得到极大的降低,并且复合电极在可见光波长范围内的透过率都保持在75%以上。(2)利用二维银薄膜与石墨烯,制备银+石墨烯复合导电电极。我们尝试在石墨烯薄膜上生长一层超薄金属银薄膜。我们利用衬底转移法将石墨烯转移到NOA63上,之后利用真空蒸镀的方法,在石墨烯表面生长超薄银层。由于银的岛状生长,所以银在极薄的情况下是无法形成良好的导电薄膜,但是由于石墨烯的依托作用,银的厚度在4nm时,复合电极的方块电阻就得到明显的降低,在生长了8nm银时,复合电极的方块电阻就可以降到10?/sq以下。最后我们利用石墨烯+银(4nm)和石墨烯+银(8nm)电极制备了荧光OLED,并与石墨烯电极器件和ITO电极器件进行对比,发现石墨烯/银电极器件的发光性能比单纯石墨烯电极器件优越许多,起亮电压在2.4V左右,发光强度在5V可以达到1300cd/m~2,在9V时可以达到40000cd/m~2。
【学位授予单位】：长春理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TN383.1
【图文】：

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第一章绪论代显示技术的发展着人类科学技术的发展，现代社会已经进入全新的信息化时代。而信息依赖可以将抽象的数据转化为具体化信息的显示技术。提到显示技术，陌生，显示器、智能手机、平板电脑以及智能化家电等等，在我们的显可见又至关重要。显示设备可以以最直观的视觉感受将信息准确地传达给究新型的显示技术，替代传统的显示设备，已经是目前世界非常火热的

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图 1-1 所示的就阴极射线管显示器基本的组成结构。最主要的是①灯丝、④偏和⑦荧光屏。CRT 显示器的基本工作原理主要是：由电子枪发出的电子束经过统打在荧光屏上，电子激活荧光屏表面的荧光物质而发光，整个系统一般都罩内。CRT 显示器的优点在于有较长的使用寿命，一般可以工作 2 万小时以上，像色彩丰富、还原性好、成本较低。但是随着科技的发展，慢慢地 CRT 显示器开始暴露出来，由于关键技术问题的限制，CRT 显示器的体积普遍很大，重量也并且辐射指标很高。并且随着人们对显示器尺寸的要求越来越高，无法突破大样是 CRT 渐渐退出市场的主要原因之一[2]。

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号与电压来改变上面液晶像素的转动方向，从而使每一个像素的出光与否、出光强与所需的画面信号一致，通过液晶发出的光再通过上基板玻璃的彩色滤光片就可以得彩色画面。从最早的 LCD 显示器发明以来，经历了仅仅二三十年，LCD 显示器技不断更新，获得了长足的发展：最开始在十九世纪七十年代初，日本开始生产扭曲列相显示(TN-LCD)；到了十九世纪八十年代，TN-LCD 显示产品已经广泛应用在计器等领域中；在十九世纪九十年代年，欧美一些国家相继发明了薄膜晶体管液晶显(TFT-LCD)和超扭曲向列型液晶显示(STN-LCD)技术，这两种技术成为至今 LCD 显技术的主流；但是从之后的发展来看，日本掌握了更多的 STN-LCD 大规模生产技这使得日本的液晶显示行业一直居于世界顶尖地位。LCD 显示器具有寿命长(＞10小时)，亮度高，尺寸和重量相较 CRT 显示器都有明显优化，并且可以实现大屏幕显[4]。

【参考文献】