【摘 要】
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铟锡氧化物(ITO)是有机电致发光器件(OLEDs)中运用最为广泛的透明导电电极(TCEs),其光电性能优异,但是其本身质脆易碎,制备复杂,成本也日益升高。因此寻找ITO的替代品是非常有必要的研究。学术界也有许多优秀的成果,如碳基TCEs、基于导电聚合物的TCEs、基于金属纳米结构的TCEs。但是以上TCEs的制备方法都十分复杂,不易实现工业生产。因此,研究一种简单的、可重复性高的制备工艺制作高性
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铟锡氧化物(ITO)是有机电致发光器件(OLEDs)中运用最为广泛的透明导电电极(TCEs),其光电性能优异,但是其本身质脆易碎,制备复杂,成本也日益升高。因此寻找ITO的替代品是非常有必要的研究。学术界也有许多优秀的成果,如碳基TCEs、基于导电聚合物的TCEs、基于金属纳米结构的TCEs。但是以上TCEs的制备方法都十分复杂,不易实现工业生产。因此,研究一种简单的、可重复性高的制备工艺制作高性能的TCEs是非常有必要的。本文内容主要包括以下几个方面:1、使用紫外臭氧处理的方法在玻璃衬底上制备了1nm Ag2O种子层,提高了衬底的润湿性,改变了之后9nm Ag的生长模式,使其由初期的岛状生长变为层状生长,最终得到一个兼顾了透过率和导电性,表面极其光滑、连续的10nm超薄银薄膜(Ag2O(1nm)/Ag(9nm))。该超薄银薄膜在可见光波长(380~780nm)范围内的平均透过率为57.84%。在扫描透射电镜(SEM)、原子力显微镜(AFM)以及方块电阻的实验中,Ag2O(1nm)/Ag(9nm)的SEM照片显示表面形貌均匀成膜,覆盖率高达92.37%,且方块电阻仅有24.7Ωsq-1,AFM照片显示均方根粗糙度仅有4.1?。接触角的实验结果,可以计算出glass/Ag2O(1nm)的表面能为61.4m N m-1,glass/Ag(1nm)的表面能为55.5 m N m-1。最后,进行了X射线光电子能谱以及紫外光电子能谱的测试,详细解释了其中的机理。2、将结构为Ag2O(1nm)/Ag(9nm)的超薄银薄膜作为OLED器件的透明导电阳极,并制作了基于该电极的绿、红、黄、蓝四种单色光器件,并与相同结构下基于ITO电极的器件进行了对比。其中,基于超薄Ag电极的绿光器件的最高亮度、最大电流效率、最大功率效率分别为41350 cd m-2、57.5 cd A-1(56.7 cd A-1@1000 cd m-2)、62.9 lm W-1(58.0 lm W-1@1000 cd m-2),基于ITO电极的绿光器件分别为28910 cd m-2、42.7 cd A-1(41.4 cd A-1@1000 cd m-2)、44.7 lm W-1(40.2 lm W-1@1000 cd m-2)。从以上的实验结果可以看出,基于Ag2O(1nm)/Ag(9nm)的绿光器件性能优于基于ITO电极的器件。此外,红、黄光器件的性能也是超薄Ag电极的优于ITO,而蓝光器件也有着与ITO器件相媲美的性能,这证明我们制备的超薄Ag电极是ITO电极很好的替代品。3、通过设计合理的器件结构,我们制备了光谱稳定性极好的白光OLED器件。并详细对比了基于超薄Ag电极和ITO电极的白光器件的光电效率。基于超薄Ag电极的白光器件的最高亮度、最大电流效率、最大功率效率分别为12170 cd m-2、16.4 cd A-1(14.7 cd A-1@1000 cd m-2)、17.5 lm W-1(11.2 lm W-1@1000 cd m-2),基于ITO电极的白光器件分别为14250 cd m-2、18.2 cd A-1(15.7 cd A-1@1000 cd m-2)、19.9 lm W-1(11.9 lm W-1@1000 cd m-2)。通过以上的对比,可以看出两个器件的性能相当,这证明我们制备的超薄Ag电极可以很好的替代ITO。此外,Ag器件的弱微腔效应没有改变激子的分布情况,这说明Ag器件的电学性能没有受到光学性质的影响,Ag器件具有和ITO器件相同的光谱稳定性。
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