有机电致发光二极管的性能研究和失效分析

论文摘要

有机发光二极管（OLED）因为具有高发光效率（节能）、轻薄、可视角度大、色彩丰富逼真、可实现柔性显示、抗震性好等特点而被业界喻为梦幻显示技术。近年来,各国都在大力研发OLED,其应用前景极为广阔。本文综述了有机电致发光二极管国内外研究现状和未来发展趋势,介绍了各种类型有机电致发光材料和有机电致发光二极管的封装技术,详细研究了有机电致发光二极管工作机理和有机电致发光二极管结构和工艺的优化。利用成膜技术在ITO玻璃上制作了ITO/m-MTDATA, ITO/NPB和ITO/TPD三种样品,采用原子力显微镜（AFM）分别获得它们的表面形貌特征。蒸发生长的m-MTDATA薄膜具有很好的平坦性,而且又拥有低于空穴传输材料的HOMO能级,是一种极佳的空穴注入材料,应用到OLED中,将会使器件性能得到进一步提升。从ITO/TPD表面的形貌图看出TPD已出现结晶现象,说明玻璃化温度较低的TPD不适于采用这种方法制作OLED,而玻璃化温度较高的NPB更适合在此作空穴传输材料。分别制造了基于TPD和NPB的绿光OLED,发现空穴传输材料NPB更适合用来制作OLED功能层。条状电极的使用避免了由于直接测试引起的损害,使器件性能保持稳定。制造了基于Alq3:rubrene:DCJTB的有机红光发光二极管,主体Alq3通过能量转移机制将能量传递给发光客体DCJTB。为了调高转移效率,加入辅助掺杂剂rubrene,得到了较为饱和的红光发射,然而器件的开启电压过高,通过添加m-MTDATA层降低了开启电压并且提高了发光亮度。工艺上进一步优化了测试方法,ITO刻蚀方法制得的器件可以长时间保持稳定发光而不衰退。分析了绿光和红光OLED的失效机理。ITO玻璃清洗不干净和实验过程中的沾污（腔室沾污和环境沾污）是引起器件失效的最大原因。沾污颗粒将ITO和Al直接连通造成短路,形成大电流,使器件烧毁。然而,如果沾污颗粒不导电,会使有颗粒沾污的表面形成局域高阻区,进而形成黑点,而且这些沾污的颗粒通常会形成阴影效应,使黑点区域扩大,对器件造成致命伤害。在实验过程中,我们还发现Al电极的厚度对OLED的性能会产生较大影响。如果Al电极蒸得太薄（低于70nm）,则器件的耐压性会很差。

论文目录

• 中文摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 引言
• 1.2 有机电致发光二极管国内外研究现状和未来发展趋势
• 1.3 有机电致发光材料
• 1.4 有机电致发光二极管的封装和测试
• 1.5 本论文主要研究内容
• 第二章 有机电致发光二极管工作原理
• 2.1 有机电致发光二极管工作机理
• 2.2 有机电致发光二极管结构
• 第三章 有机电致发光二极管功能薄膜表面AFM的研究
• 3.1 引言
• 3.2 基于ITO玻璃的有机功能薄膜表面AFM研究
• 3.2.1 实验
• 3.2.2 测试与结果分析
• 3.3 Rubrene/TPD表面及其界面的AFM和XPS研究
• 3.3.1 实验及测试
• 3.3.2 结果与分析
• 3.4 本章小结
• 第四章 绿色有机发光二极管的器件优化及其性能研究
• 4.1 未刻蚀ITO绿色有机发光二极管的制备及性能研究
• 4.1.1 器件的制备
• 4.1.2 器件测试结果分析
• 4.2 刻蚀ITO绿色有机发光二极管的制备及性能研究
• 4.2.1 器件的制备
• 4.2.2 器件的测试
• 4.3 本章小结
• 3:rubrene:DCJTB有机红色发光二极管的研制及其性能研究'>第五章 基于Alq₃:rubrene:DCJTB有机红色发光二极管的研制及其性能研究
• 5.1 引言
• 3:rubrene:DCJTB有机红色发光二极管的研制及其性能研究'>5.2 基于Alq₃:rubrene:DCJTB有机红色发光二极管的研制及其性能研究
• 5.3 本章小结
• 第六章 有机电致发光器件的失效机理研究
• 6.1 由工艺过程中的沾污引起的失效
• 6.2 AL电极厚度引起的失效
• 6.3 本章小结
• 第七章 结论与展望
• 7.1 全文总结
• 7.2 存在问题及今后的研究工作
• 参考文献
• 在学期间的研究成果
• 致谢