基于石墨烯透明电极的高效有机发光二极管的研究

发布时间：2017-06-11 00:06

  本文关键词：基于石墨烯透明电极的高效有机发光二极管的研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：石墨烯是一种碳原子呈蜂窝状排布的单原子层二维结构。特殊的结构使得石墨烯在电学、光学、热学及机械特性等方面表现出极具吸引力的应用潜力，比如场效应晶体管、发光二极管、触摸屏幕、太阳能电池、超级电容和传感器等各个领域。目前大面积、低成本、高晶体质量的化学气相沉积（CVD）石墨烯合成方法的不断改进，为石墨烯替代传统的透明电极氧化铟锡（ITO），制备大面积有机发光二极管奠定了基础。但是，石墨烯应用于透明电极存在以下几个问题：电阻偏大、功函数偏低、表面起伏大。这三大问题制约着基于石墨烯透明电极的有机发光二极管(OLED)的研究进程。针对以上问题，我们主要通过表面修饰的方法提高石墨烯的导电性和功函数，同时改进石墨烯的转移工艺，以获得表面平整度更高的石墨烯电极。具体内容如下： （1）提出了一种多次掺杂石墨烯的方法，提高了石墨烯的导电率和功函数，并制备出了高效OLED器件。作为透明电极，单层石墨烯的方块电阻大约为600Ω/□，功函数为4.5eV左右，直接用于制备OLED方块电阻偏大，功函数偏小。我们通过在石墨烯表面覆盖氧化钛（TiOx）和聚3，4-乙二氧基噻吩-聚苯乙烯磺酸盐（PEDOT:PSS）的方法，使得石墨烯的方块电阻降至86Ω/□，同时功函数提高到了5.12eV。基于此复合结构的石墨烯透明电极，进一步制备了OLED器件，获得了与ITO电极的OLED器件效率相当的石墨烯电极的OLED器件。 （2）发展了一种“三明治”石墨烯转移法，解决了石墨烯表面粗糙度大的问题，制备了柔性OLED器件。受合成方法和传统转移工艺的影响，石墨烯表面的聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）难以完全去除，残留在石墨烯的表面，导致石墨烯电极的OLED器件的稳定性差甚至是直接短路。通过改进传统的转移方法，我们在石墨烯和PMMA之间，插入一层有机物SPPO-1，使得石墨烯表面的PMMA残留物大大减少，改善了石墨烯电极的表面形貌，并且新转移方法对石墨烯的晶格质量，导电性，透过率及表面功函数等性质均没有影响。由于新的转移方法有效地解决了PMMA残留问题，又避免了高温处理过程，因此我们成功地制备出了基于石墨烯电极的柔性OLED器件。 本文就石墨烯作为透明电极，应用于有机发光二极管中存在的电阻大、功函数低、表面粗糙度大的问题展开研究，并提出了通过TiOx-PEDOT:PSS修饰石墨烯和改进传统的转移方法的思路，有效地解决了石墨烯电极存在的三大问题，制备出了高效的柔性OLED器件。
【关键词】：石墨烯 OLED ITO 方块电阻 功函数 转移方法
【学位授予单位】：苏州大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：TN312.8;O613.71
【目录】：

• 中文摘要4-6
• Abstract6-9
• 第一章 绪论9-34
• 1.1 石墨烯的性质9-22
• 1.2 OLED 简介22-24
• 1.3 基于石墨烯透明电极的 OLED 的发展现状24-27
• 1.4 论文的主要研究目的和内容27-28
• 参考文献28-34
• 第二章 实验设备与表征手段34-44
• 2.1 材料制备的实验仪器34-35
• 2.2 材料的表征35-40
• 2.3 器件的制备与测试仪器40-44
• 第三章 基于石墨烯- TiOx-PEDOT：PSS 复合电极的高效 OLED44-57
• 3.1 引言44-45
• 3.2 实验部分45-48
• 3.3 结果与分析48-55
• 3.4 结论55
• 参考文献55-57
• 第四章 石墨烯大面积清洁转移及其在 OLED 中的应用57-71
• 4.1 引言57-58
• 4.2 实验材料与制备方法58-60
• 4.3 结果与分析60-67
• 4.4 本章小结67-68
• 参考文献68-71
• 第五章 总结与展望71-72
• 研究生期间所发表的论文72-73
• 致谢73-74

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本文编号：440314