论文摘要
目前,有机电致发光器件是由多层有机薄膜结构形成的,具有平板化、主动发光亮度高、高对比度、响应速度快、驱动电压低等优点,被认为是未来最有可能替代液晶显示器的一种新技术。随着科技的不断发展,有机电致发光器件在光电领域的研究已经取得令人瞩目的成就。虽然有机电致发光已有多年研究,但是仍然存在电子注入效率低、稳定性差、制成的器件寿命短等一系列问题。这是因为大多数有机光电材料的性质不是电子传输性的,就是空穴传输性的,电子和空穴的迁移率相差较大,这就使得电子和空穴的注入不平衡,导致器件的整体发光效率很难提高。而且大部分有机材料属于空穴传输类,可用以电子传输型的材料很有限,这也是目前为止有机电致发光不能满足实用化要求的原因。为了能有效解决有机电致发光存在的这些问题,同时获得更好的发光器件,将有机材料与无机材料制成复合体,充分利用有机材料和无机材料各自的优点,使其在平板显示技术中具有极大的应用前景。本论文的主要工作是采用有机/无机复合结构制备了电致发光器件。本文首先回顾了有机电致发光技术的发展背景和现状,以及目前的研究进展,再对有机电致发光与无机电致发光的机理进行基本论述,了解了有机/无机复合结构器件的发展历程。在第二章中简单介绍了器件的整个制备过程,还包括器件主要的性能测试参数。最后,针对目前有机电致发光器件普遍存在发光效率较低、工作时器件性能不够稳定等问题,我们实验小组采用Ⅱ-Ⅵ族无机半导体材料作为器件的空穴缓冲层,制备有机无/机复合结构器件,并分析器件的发光特性。首先选用Ⅱ-Ⅵ族无机半导体材料ZnO作为空穴缓冲层制备有机/无机复合结构器件:即器件ITO/ZnO/NPB/Alq3/Al。利用PR655- Keithley2400系统进行测量,通过电流-电压特性曲线、亮度-电压特性曲线、发光效率-电压特性曲线以及能带理论,对ZnO薄膜作为空穴缓冲层改善器件性能的物理机制做了初步探讨。即引入ZnO空穴缓冲层可以阻挡过多的空穴从阳极注入,使电子与空穴的复合趋于平衡,从而实现了器件发光性能的提高。其次,选用同样为Ⅱ-Ⅵ族无机半导体材料的ZnS作为空穴缓冲层,制备相同结构的有机/无机复合结构器件:ITO/ZnS/NPB/Alq3/Al。在其他条件与薄膜参数设置一致的情况下,对比ZnO作为空穴缓冲层,认为ZnS作为空穴缓冲层不但没有提高器件的发光效率反而下降,其原因有ZnS薄膜更易形成空间电荷限制电流效应,使得能带弯曲,以及引起量子隧道效应使空穴注入更多。