论文部分内容阅读
有机电致发光器件（OLED）在过去十多年里取得了显著的成就，各种应用产品纷纷走向市场。OLED具有诸多的优点，例如：质轻、视角大、自发光、效率高、画质好、可实现柔性显示等优点。目前，基于AMOLED技术的小面积平板显示屏已经出现。由于金属纳米颗粒的特殊性质对有机发光器件性能有重要影响而被广泛地研究，并且取得了一些显著的成果。在本实验中，我们利用金属纳米颗粒的表面等离子体耦合作用可以抑制激子的淬灭，降低激子寿命，从而增强辐射发光的几率，提高发光效率，改善效率滚降。通过阅读大量的文献我们了解到，实现耦合作用需具备两个条件：材料的发光波长应与金属纳米颗粒的等离子体共振波长相对应；金属纳米颗粒与发光激子保持一定的最优化距离。首先我们研究了Ag纳米颗粒对荧光蓝光器件性能的影响。我们制作了如下的结构：ITO/NPB（50nm）/DOPPP（30nm）/BCP（20nm）/LiF（0.5nm）/Mg:Ag（150nm）。我们采用真空蒸镀的方式将平均厚度为0.5nm的银分别引入到发光层两侧（NPB和BCP）形成纳米颗粒，并且改变Ag纳米颗粒与发光层的距离分别为0nm、3nm、5nm，制作了5种不同的器件，同时以无金属纳米颗粒的器件作为参考器件。结果表明，当Ag纳米颗粒位于NPB中，并且距离为3nm和5nm时，器件的亮度和发光效率都比参考器件有所提高，而当距离为0nm时，器件亮度和效率则是降低的。距离为3nm时，亮度和效率分别提高了17%和14%。我们认为这是由于Ag纳米颗粒的表明等离子体耦合效应增加了激子的辐射发光，而当距离为0nm时激子在颗粒表面发生了淬灭而使效率下降。当Ag纳米颗粒位于BCP中时，效率和亮度都低于参考器件，这是因为激子复合区位于发光层和空穴传输层（NPB）界面处，银纳米颗粒距离复合区较远。另外，Ag形成的电子陷阱对于电子的限制较为严重。此后，我们研究了金纳米颗粒对磷光绿光有机发光器件性能的影响，器件结构如下：ITO/MoO3（2nm）/NPB（35nm）/CBP:Ir（ppy）3（10%）（30nm）/BCP（10nm）/Alq3（20nm）/LiF（1nm）/Al（150nm）。同样地，我们采用真空蒸镀的方式分别将平均厚度为0.5nm的Au引入到发光层两侧（NPB和BCP）形成纳米颗粒，同时改变纳米颗粒与发光层的距离分别为0nm、3nm、6nm，制作了6种不同结构的器件。结果表明当Au纳米颗粒与发光层的距离为0nm时，分别位于NPB和BCP中的Au纳米颗粒明显降低了器件的亮度和效率，这是由于Au纳米颗粒距离激子较近使激子淬灭较严重。当Au纳米颗粒位于BCP中，并且与发光层的距离为3nm和6nm时器件的亮度和发光效率有了一定的提高，这是表面等离子体耦合效应增强激子辐射复合的结果。当距离为3nm时器件性能提高幅度最大，说明3nm的距离对于耦合效应较为合适，相同电流密度下亮度提高了15%，从最大效率到10000cd/m2对应效率的效率滚降为17.6%。然而当Au纳米颗粒位于NPB中时，器件亮度和效率都低于参考器件。但是表现了较低的效率滚降，例如当距离为6nm时，器件效率从最大值到10000cd/m2对应的效率值时的效率滚降为12.5%。一方面这是因为Au纳米颗粒的耦合效应降低了激子的寿命，一方面是因为Au纳米颗粒形成的空穴陷阱降低了空穴的传输，这在一定程度上使得电子和空穴更加平衡，从而改善了器件的效率滚降。