OLED载流子调控与光效提升研究

发布时间：2017-12-24 23:25

本文关键词：OLED载流子调控与光效提升研究　出处：《陕西科技大学》2017年硕士论文　论文类型：学位论文

【摘要】：目前,有机电致发光器件(Organic Light-emitting Diode,OLED)已经逐步进入实用化阶段,但是要想真正实现OLED的大规模产业化,仍然具有诸多挑战,因为OLED在载流子输运能力、能级匹配程度、成膜均匀性等方面依然存在许多问题尚未解决,使得其内部载流子的注入与传输性能受到影响,阻碍了器件发光效率和工作稳定性的提升。本文针对上述问题,通过新型电极的开发与应用、无机氧化物的引入、材料的掺杂改性、器件结构的改进等方法来对载流子进行调控,进而使OLED器件的发光性能得到提升,主要工作总结如下:(1)研究了不同厚度的V_2O_5作为空穴缓冲层对绿色磷光OLED器件的影响。结果表明,V_2O_5可以有效的改善ITO与有机层之间的接触,且其较高的HOMO能级能够增大空穴的注入势垒,降低空穴的迁移速率。同时,随着空穴在ITO/V_2O_5界面的不断积累,对电子的迁移能够形成促进作用,使得载流子数量更加均衡,提高复合发光的效率。当V_2O_5的厚度为30 nm时,器件能够获得28990 cd/m~2的最大亮度及54.36 cd/A的最大电流效率,分别比不含V_2O_5的器件提高了32%和34%。(2)研究了不同MoO_3厚度的氧化石墨烯/MoO_3作为空穴注入层对绿色荧光OLED器件的影响。结果表明,氧化石墨烯/Mo O3的引入不仅能够使势垒呈阶梯式变化,还能形成p型掺杂的效果,且经MoO_3修饰后的氧化石墨烯薄膜的导电率和透过率均有所提升,在提高空穴的注入与传输速率的同时,也增加了有效的光出射。当MoO_3的厚度为5 nm时,氧化石墨烯/MoO_3复合薄膜的透过率最高,在550 nm处透过率达到88%,此时获得的器件也具有最优性能,最大电流效率达到5.87 cd/A,与用氧化石墨烯单独作为空穴注入层的器件相比,提高了50%。(3)研究了不同Mg掺杂质量比的Ca:Mg:Al合金作为阴极对红色磷光OLED器件的影响。结果表明,Mg的掺杂能够降低合金的功函数,减小阴极与相邻功能层之间的界面能障,使得电子更容易克服界面势垒向发光层中注入。当Mg的掺杂质量比为20%时,最有利于器件性能的提升,器件能够获得的最大亮度为10250 cd/m~2,是以Ca:Al合金作为阴极的器件的3.7倍。且随着电流密度从14.08 mA/cm~2到130.57 mA/cm~2的增大,器件的电流效率能够稳定在23.72 cd/A左右,滚降幅度较小。(4)研究了不同BCP掺杂浓度的Bphen:BCP:Cs_2CO_3作为电子传输层对绿色荧光OLED器件的影响。结果表明,具有高LUMO及HOMO能级的BCP的掺杂不仅能够减小电子的注入势垒,加快电子的迁移速度,而且可以将空穴阻挡在发光层中,使载流子进行充分的复合。此外,BCP还能抑制Cs_2CO_3中的Cs向发光层中扩散,降低由于Cs和Alq3发生化学反应而形成的发光猝灭的概率。当BCP的掺杂浓度为10%时,能够使器件获得3.89 cd/A的最大电流效率,比不掺BCP的器件提高了46%。(5)分别在ADN主体中掺入TBPe蓝色荧光材料和DPAVBi蓝绿光材料作为双发光层,制备了蓝光OLED器件。结果表明,双发光层结构能够扩宽载流子的复合区域,使得结合区域远离电极,减少发光猝灭以及载流子在界面处的积累。同时,采用同种主体材料ADN,使得双发光层之间没有能级差,更有利于能量的相互传递。与单发光层的器件相比,双发光层的器件具有更高的发光效率及更好的色度稳定性,能够获得的最大电流效率和最大亮度分别为11.96 cd/A和13050 cd/m~2,且在器件工作的过程中,色坐标能够基本稳定在(0.16,0.25)处。(6)通过将ADN:TBPe蓝色荧光发光层、ADN:DPAVBi蓝绿光发光层、CBP:R-4B红色磷光发光层相结合,制备了荧光与磷光复合型的白光OLED器件。结果表明,通过改变红光发光层的厚度能够调节载流子的复合区域,降低发光湮灭出现的概率。同时,蓝绿光材料DPAVBi的掺杂不仅可以提供绿光,而且能够增加蓝光的出射,由于红、绿、蓝三种光色的出光强度比较合理,最终使器件获得了较好的白光发射。当红光发光层的厚度为20 nm时,器件的发光颜色相对来说最为纯正,色坐标为(0.33,0.34),在47.59 mA/cm~2的电流密度下,能够获得6.35 cd/A的最大电流效率。
【学位授予单位】：陕西科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2017
【分类号】：TN383.1

【参考文献】