顶发射有机发光器件性能改善的研究

论文摘要

1.我们首次利用F4-TCNQ对顶发射器件的Ag电极进行了修饰,并用表面偶极子层理论对器件性能改善的原因进行了解释。经过修饰后,器件的开启电压降至3V,而最大效率达到7.0cd/A。我们又采用一种过渡金属氧化物MoOx来对Ag和Al电极进行修饰,并通过XPS和UPS详细分析界面情况,发现两种界面上偶极子形成的原因不同。修饰后以Ag为阳极的器件开启电压降至2.8V,12V下达到最大亮度100000cd/m2,4V下电流效率达到了8.8cd/A,7V下获得最大电路效率11.7cd/A。而以Al为阳极的器件开启电压从10V降至3.3V。2.我们通过调节有机层的厚度改变了有效腔长,实现对双金属电极顶发射微腔器件中谐振波长的调节,器件的色坐标达到了（0.14,0.08）,而色纯度则达到了0.90,最大效率达到了0.9cd/A。用这种方式获得蓝光顶发射器件的工艺简单,然而这种方法制作的器件有机层厚度很薄,发光层与电极之间距离很近,电极淬灭现象比较严重。为了解决这个问题,我们首次提出利用调节顶电极反射相移的方法来实现对顶发射器件中发光色度的调节。通过改变覆盖到顶电极的表面的Alq3层厚度,实现对顶电极反射相移的调节。当Alq3厚度增加到60nm时,发光光谱的峰值蓝移至476nm,器件的色坐标达到了（0.13,0.15）,最大电流效率为3.0cd/A,最大的亮度达到了20 630cd/m2@12V。3.在倒置顶发射器件结构中,不同的生长次序使得器件面临着新的问题,尤其是电极的制作。通过实验我们发现MoOx与Ag电极之间是一种欧姆接触,两种材料生长次序不同不会对空穴的注入产生影响,且MoOx一定范围内厚度的改变对空穴注入也不会产生太大影响。我们以半透明Ag电极作为顶端阳极,首次提出一种以MoOx为空穴注入层的非掺杂倒置顶发射器件结构,并有效提高金属银电极的空穴注入能力。使用后,器件的开启电压从10V降至5.5V,最大亮度提升至7946cd/m2,最大效率提高到了1.4cd/A。MoOx的引入同时阻止了Ag向有机层的进一步扩散。为了减低电子注入势垒,提高器件的效率,我们也使用Mg:Al电极代替纯Al电极,减小了电子从阴极注入到Alq3中的势垒,使得器件电流密度达到100mA/cm2时所需电压由12V降到10V;但是Mg:Al电极的反射率较之纯Al电极有所不足,我们提出采用Ag/Mg:Al复合电极,获得了与纯Al电极相近的反射率,最终使器件最大亮度提高到了47070cd/m2,并且15V下达到了3.7cd/A的最大电流效率,使电流效率提高了一倍有余。

论文目录

• 提要
• 第一章 综述
• 1.1 有机电致发光器件特点及其发展前景
• 1.2 顶发射有机电致发光器件
• 1.2.1 顶发射有机电致发光器件简介
• 1.2.2 顶发射有机电致发光器件的发展及应用前景
• 1.2.3 器件性能的评价
• 1.3 本论文的主要工作
• 第二章 顶发射有机发光器件金属阳极性能改善的研究
• 2.1 金属电极修饰的目的及方法
• 2.1.1 阳极修饰的方法简介
• 2.1.2 金属与有机半导体界面偶极子形成的简单机理
• 2.2 利用F4-TCNQ对Ag电极进行的修饰
• 2.2.1 实验及测试设备
• 2.2.2 样品的制备
• 2.2.3 器件光电性能测试结果及分析
• 2.2.4 小结
• x对金属电极进行的修饰'>2.3 利用MoO_x对金属电极进行的修饰
• 2.3.1 实验过程
• 2.3.2 样品的制备
• 2.3.3 器件的光电特性测量及分析
• 2.3.4 小结
• 2.4 结论
• 第三章 高效高色纯度蓝光器件的制备
• 3.1 高效高色纯度蓝光器件制备的目的及意义
• 3.1.1 彩色显示技术中的三基色原理
• 3.1.2 蓝光器件的研制目的及应用前景
• 3.2 顶发射器件中的微腔效应
• 3.2.1 光学微腔简介
• 3.2.2 光在均匀介质薄膜中的传播特性
• 3.2.3 顶发射器件中的Fabry-Perot腔理论
• 3.3 高色纯度蓝光顶发射器件的制作
• 3.3.1 实验过程及测试
• 3.3.2 样品的制备
• 3.3.3 测试结果及分析
• 3.3.4 小结
• 3.4 利用相移调节层制作蓝光顶发射器件
• 3.4.1 相移调节层概念及在微腔中的应用机理
• 3.4.2 样品的制备
• 3.4.3 测试结果及分析
• 3.4.4 小结
• 3.5 结论
• 第四章 倒置顶发射有机电致发光器件的制作
• 4.1 倒置顶发射器件研究的目的及意义
• 4.2 顶端阳极空穴注入能力的改善
• 4.2.1 测试设备
• 4.2.2 样品的制备
• 4.2.3 器件的光电特性分析
• 4.2.4 小结
• 4.3 阴极的优化及高效倒置顶发射器件的实现
• 4.3.1 器件结构及器件的制备
• 4.3.2 器件的光电性能测试与分析
• 4.3.3 小结
• 4.4 结论
• 参考文献
• 致谢
• 攻读博士学位期间发表的文章
• 中文摘要
• 英文摘要