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有机电致发光是一种新兴的平板显示技术。当今的研究主要集中在如何进一步提高有机发光二极管的注入效率、平衡器件的电子-空穴注入和提高器件稳定性等方面。采用升华共掺杂技术制备新型的n型和p型掺杂薄膜是提高有机电致发光器件性能的一种有效方法。本文通过升华共掺杂技术,设计新型的p型掺杂功能薄膜和n型掺杂功能薄膜,主要的结论如下:
1、设计并制备了两种新型的p型有机给体-受体掺杂薄膜:PTCDA∶NPB和F16CuPc∶NPB。PTCDA∶NPB注入结构的引入可以提高器件的空穴注入和传输性能,显著降低器件的启动电压和提高器件效率。例如当器件的亮度为2000cd/m2时,使用PTCDA∶NPB作为空穴注入层的器件的电流效率为2.0cd/A,而使用NPB作为空穴注入层的标准器件的电流效率为1.6cd/A。器件效率提高了25%。由于PTCDA∶NPB与NPB相比具有更好的热稳定性,PTCDA∶NPB空穴注入层的加入还可以有效的提高器件的寿命。
2、在F16CuP c/NPB∶10wt.%F16CuPc为注入结构的OLED器件中,被极化的空穴注入层可以提高器件的空穴注入效率。由于F16CuPc的HOMO能级较高,F16CuPc在F16CuPc∶NPB掺杂薄膜的掺杂浓度不能过大,掺杂浓度过大会增加器件的空穴注入势垒,降低器件性能。在我们的实验结果中,NPB∶10wt.%F16CuPc的浓度最佳。由于NPB∶10wt.%F16CuPc掺杂薄膜的空穴传输能力不如NPB。所以NPB∶10wt.%F16CuPc掺杂薄膜在器件中的厚度不能过大,厚度过大同样会降低器件效率。
3、开发了一种新型的n型有机功能材料:Mg∶CuPc。Mg∶CuPc复合薄膜只能传导电子,并且Mg∶CuPc的电子传输性能要强于Alq3。通过引入Mg∶CuPc作为电子注入层,并且使用Ag作为阴极的新型OLED器件与传统的使用Mg∶Ag作为阴极的器件相比,器件的驱动电压、亮度和电流效率都有了明显的提高。Mg在Mg∶CuPc薄膜中的掺杂浓度对器件性能也有很大的影响,当Mg的掺杂浓度为1∶2时,器件具有最低的驱动电压和最好的电流效率。