有机发光二极管的界面及高性能蓝光二极管

论文摘要

有机电致发光器件Organic light-emitting Devices（OLED）发展至今已有二十余年,其质量轻、厚度薄、自发光、响应速度快、可弯曲等特点吸引着众多科研人员。稳定性和效率是其面临的两大主要问题,阻碍着OLED的产业化进程。本文主要以有机电致发光二极管为研究对象,从发光的过程机理出发,重点研究了界面对器件性能的影响。本文综述了有机电致发光器件中界面修饰的机理模型,首先引用了经典的无机半导体理论,总结了隧穿模型,能带弯曲理论,以及界面偶极子的形成。更细致地,从界面相互作用力的角度出发总结了各种界面理论模型,往往一种界面情况同时涵盖着几种效应,虽然没有一种理论能够涵盖所有的界面情况,但是随着研究手段的不断更新和发展,人们对界面机理的理解也会更加深入,相信在不久的将来界面理论也将趋于完善。本文设计和制备了以氧化石墨烯（Graphene oxide, GO）为界面修饰材料的OLEDs和PLEDs器件。在MEH-PPV为发光材料的PLEDs中,发现GO可以作为空穴传输材料和电子阻挡层。以GO作为阳极修饰的器件,其性能可以与PEDOT:PSS器件相比。这种廉价,制备简单的材料有望能替代PEDOT:PSS作为新一代绿色的阳极修饰材料。在小分子器件中,GO作为阳极修饰层并未改善器件的性能。这可能跟材料的迁移率有关,小分子的迁移率要远高于聚合物和GO,因此GO的空穴传输作用在PLEDs中相对更明显。以哑铃状的DSFXPy为蓝光主体材料,制备了一系列非掺杂的蓝光器件。其中,结构为ITO/MoOx（2 nm）/m-MTDATA（20 nm）/NPB（10 nm）/SFX-Py-SFX（30 nm）/TPBi（40nm）/LiF（1nm）/Al的器件获得了比较好的器件性能,在6V和亮度260cdm-2下得到最大电流效率7.4cd/A,在200cdm-2的亮度下得到功率效率为4.1lm/W,外量子效率高达4.6%(亮度为260cdm-2时)。亮度6500cd/m2下的CIE坐标是（0.16,0.15）超过了大部分非掺杂蓝光器件。最后在简单结构的器件中ITO/MoOx（2 nm）/NPB（30 nm）/SFX-Py-SFX（30nm）/TPBi（40 nm）/LiF（1 nm）/Al得到了更加稳定的光谱和不错的器件效率5.5 cd/A,CIE坐标为（0.17,0.17±0.01）。相信,通过进一步改进器件的设计方案,应该可以得到更加出色的蓝光。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 引言
• 1.2 有机电致发光器件的发展和未来
• 1.3 有机电致发光二极管的工作机理
• 1.3.1 注入限制电流
• 1.3.2 体限制电流
• 1.4 OLED的载流子注入传输电路模型
• 1.4.1 单管模型
• 1.4.2 F-N二极管模型
• 1.4.3 二极管并联模型
• 1.5 本论文的主要工作
• 第二章 有机半导体器件的界面修饰理论
• 2.1 引言
• 2.2 物理机理
• 2.2.1 隧穿机理
• 2.2.2 能带弯曲
• 2.2.3 界面偶极子的形成
• 2.3 化学机理
• 2.3.1 物理吸着无电荷转移
• 2.3.2 整数电荷转移
• 2.3.3 诱导态密度模型
• 2.3.4 化学吸收作用
• 2.4 小结
• 第三章 基于GO 界面修饰层的有机电致发光二极管
• 3.1 引言
• 3.2 基于GO界面修饰的PLED器件
• 3.2.1 有机发光二极管的制备
• 3.2.2 器件性能的测量
• 3.2.3 GO在阴极界面的修饰
• 3.2.4 GO在阳极界面的修饰
• 3.3 基于GO界面修饰的OLED器件
• 3.4 器件I-V特性的拟合
• 3.5 小结
• 第四章 非掺杂蓝光OLED 器件
• 4.1 引言
• 4.2 蓝光材料和器件的制备
• 4.3 有机/有机的界面问题
• 4.4 电子传输材料的选择
• 4.5 M-MTDATA层厚度对蓝光器件的影响
• 4.6 简化器件结构
• 4.7 小结
• 第五章 总结
• 参考文献
• 硕士研究生期间发表论文及专利情况
• 致谢