等离子体共振增强的蓝光有机发光二极管及其工作机制研究

发布时间：2017-07-16 09:08

  本文关键词：等离子体共振增强的蓝光有机发光二极管及其工作机制研究

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【摘要】：有机电致发光器件(OLED)具有亮度高、响应快、功耗低、色彩柔和、重量轻、具有柔性、成本低等优点,因而,其在平板显示以及固态照明等领域具有巨大的应用前景,是21世纪光电信息技术领域备受关注的研究课题之一。为了推进OLED进一步产业化,其效率和寿命还有待不断提升。表面等离子体(SP)是局域在金属表面的一种电磁振荡,当等离子体发生共振时,可以增强金属表面的电场,也可以增强附近荧光分子的自发辐射速率,提高荧光效率。其中基于金属纳米粒子产生的局部表面等离子体(LSP)因具备制备工艺简单、易于操控、成本较低的特点,而被广泛应用于OLED的性能优化研究中。然而,金属材料引入的陷阱效应会使金属纳米粒子在OLED中的应用面临巨大的挑战。本文主要研究了金属纳米粒子被引入蓝光OLED后,其等离子体共振和陷阱效应对于OLED的性能的影响,以及其中的工作机制。首先,制备了溶液处理的OLED。研究了溶液处理发光层的退火温度、主客体材料及混合比例、电荷传输层厚度等因素对器件性能的影响,设计了发光层和电荷传输层结构,优化了溶液处理OLED的性能。最优化的黄光和蓝光OLED,效率分别达到50 cd/A和40 cd/A。接着,采用热蒸镀的方法,将银纳米粒子(SNPs)沉积在蓝光OLED的电子传输层中,研究分析了SNPs的局域表面等离子共振作用和陷阱作用对器件性能的影响。研究结果发现,银纳米粒子的陷阱作用非常严重,这大大降低了器件的电流密度,因此本文首先通过调整纳米粒子的大小,降低陷阱效应。然后本文重点研究了银纳米粒子位于电子传输层中不同的位置对于OLED器件性能的影响:1)当SNPs靠近发光层,尽管等离子体共振较强,但是陷阱效应使器件性能显著下降;2)当SNPs靠近阴极时,一方面银原子向电子传输层的渗透给电子提供了一个注入通道,另一方面,等离子体共振效应增强了阴极附近的局域电场,也有利于电子的注入。通过对SNPs位置的优化,蓝光OLED的电流、亮度和效率均得到增强。
【关键词】：有机发光器件 表面等离子体 银纳米粒子 表面等离子体共振 陷阱作用
【学位授予单位】：南京邮电大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TN383.1
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-8
• 专用术语注释表8-9
• 第一章 绪论9-18
• 1.1 有机电致发光器件的研究背景9-14
• 1.1.1 有机电致发光器件的特点与应用9-11
• 1.1.2 有机电致发光器件的发展历史与现状11-14
• 1.2 有机电致发光器件的基本理论14-17
• 1.2.1 有机电致发光器件的基本工作原理14-15
• 1.2.2 有机电致发光器件的一般结构15
• 1.2.3 有机电致发光器件的主要性能参数15-17
• 1.3 本论文的主要工作17-18
• 第二章 有机电致发光器件中的表面等离子共振效应18-25
• 2.1 表面等离子体的基本理论18-21
• 2.1.1 表面等离子体激元18-20
• 2.1.2 局域表面等离子激元20-21
• 2.2 表面等离子的研究历程21-22
• 2.3 表面等离子体在OLED中的研究进程22-23
• 2.4 本章小结23-25
• 第三章 溶液处理的有机电致发光器件25-36
• 3.1 器件的制备流程25-27
• 3.2 器件的结构设计及性能优化27-35
• 3.2.1 溶液处理的发光层材料及退火温度研究28-29
• 3.2.2 发光层中的主、客体材料及掺杂浓度的研究29-32
• 3.2.3 溶液处理/蒸镀双发光层结构32-33
• 3.2.4 电荷传输层结构的设计与优化33-35
• 3.3 本章小结35-36
• 第四章 等离子共振增强的蓝光有机发光器件36-47
• 4.1 银纳米粒子的制备与表征36-40
• 4.1.1 银纳米粒子的制备36
• 4.1.2 银纳米粒子的形貌36-38
• 4.1.3 银纳米粒子的吸收光谱38-39
• 4.1.4 基于银纳米粒子的蓝光光致发光增强39-40
• 4.2 银纳米粒子增强蓝光有机发光器件的工作机制研究40-45
• 4.2.1 蒸镀银纳米粒子厚度对于器件性能影响40-41
• 4.2.2 银纳米粒子与发光层之间的距离对于器件性能影响41-42
• 4.2.3 银纳米粒子与阴极之间距离对于器件性能的影响42-45
• 4.3 本章小结45-47
• 第五章 总结与展望47-49
• 参考文献49-53
• 附录1 攻读硕士学位期间撰写的论文53-54
• 附录2 攻读硕士学位期间参加的科研项目54-55
• 致谢55

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本文编号：547919