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聚合物有机电致发光显示技术(PLED)与第一代阴极射线管显示器(CRT)和第二代液晶显示器(LCD)和等离子体显示器(PDP)相比有许多优点,这包括:显示器柔软可卷曲、超薄、重量极轻、可视角大、亮度高、分辨率高、低能耗、无辐射和显示器面积较大等。同时,由于它是自发光元器件,不需要背光源,不仅省电、而且对比度高,响应时间也比液晶显示快1000倍以上,被公认是取代CRT、LCD和PDP的第三代显示技术。
本文采用旋涂法旋涂有机膜,采用真空蒸镀法制备阴极,制备了双层聚合物有机电致发光显示器件。研究了不同阴极材料对器件性能的影响,并研究了Se作为封装材料对PLED发光性能、电学性能及寿命的影响。
首先分别制备了PEDOT/ITO,MEH-PPV/ITO,Al/ITO,Se/Al/ITO单层薄膜,通过表面形貌图以及它们的电阻随时间的变化曲线,研究了它们在空气中的退化机理。结果表明有机材料及阴极材料的单层薄膜在空气中会迅速老化。而Se薄膜的防护可以明显提高薄膜的稳定性。
其次以Al和LiF/Al作为阴极,制备了结构分别为ITO/PEDOT:PSS/MEH-PPV/Al,ITO/PEDOT:PSS/MEH-PPV/LiF(x)/Al的PLED器件,其中x=0.5nm,1nm,2nm。通过电流-电压、发光亮度-电压、发光效率-电压测试可得,LiF的加入大幅度提高了器件的发光亮度和效率。在LiF厚度为1nm时器件性能最好。
以LiF/Al作为阴极,制备了结构为ITO/PEDOT:PSS/MEH-PPV/LiF(1nm)/Al(x)(其中x=30、60、100、120nm)的PLED器件。通过电流-电压、发光亮度-电压、发光效率-电压测试可知,Al的厚度为100nm时,器件的性能最佳,发光亮度和发光效率最大。
分别以Al和Ca:Al合金作为阴极,制备了结构为ITO/PEDOT:PSS/MEH-PPV/Al和ITO/PEDOT:PSS/MEH-PPV/Ca:Al的PLED器件。通过电流-电压、发光亮度-电压、发光效率-电压测试可得,用Ca:Al合金作为阴极可大幅提高器件的发光亮度和效率。
PLED寿命的缩短主要是由于吸附空气中的氧气和湿气,通过在PLED阴极蒸镀一层性能稳定的封装层把有机膜和金属电极保护起来,免受外界空气的影响,最终起到延长器件寿命的目的。本文用Se作为封装层,制备了结构为ITO/PEDOT:PSS/MEH-PPV/LiF/Al/Se的PLED器件。结果表明Se薄膜封装层的加入可以在不改变器件电学性能的情况下大幅度提高PLED器件寿命。