紫外有机发光器件的电极界面修饰及其载流子注入调控

来源 :桂林电子科技大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:yaki84
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作为一种新型固态照明和柔性显示技术,有机电致发光器件(OLED)由于其机械可柔、纤薄便携和节能环保等优异性能而成为国内外研究热点。可见光以及具有更短波长发射的紫外OLED在新一代平板显示、激发光源和高密度信息存储等领域中展现出诱人的应用前景。氧化铟锡(ITO)具有透过率高、导电性好、稳定性好、功函数适中(4.7 e V),是目前广为使用的透明导电电极。但是紫外有机发光分子的带隙较宽,难以匹配ITO电极,导致载流子注入受限。相比于传统真空热蒸镀工艺,可溶液加工技术迎合了当前对低成本、大规模量产、精确可控等时代特色的需求。本文基于可溶液加工技术制备了一系列阳极缓冲层(空穴注入层)和阴极缓冲层(电子注入层),克服载流子注入受限,从而调控发光层中载流子的平衡,改善器件性能。主要研究工作概括如下:针对ITO作阳极时与有机发光分子之间存在较高的空穴注入势垒,我们采用溶液法制备不同浓度的二氧化锗(Ge O2)水性溶液并用于修饰ITO电极。原子力显微镜,X射线光电子能谱和紫外光电子能谱测试表明,溶液处理的Ge O2表现出优异的薄膜形貌和增强的表面功函数。使用浓度为0.6%的Ge O2作为OLED的阳极缓冲层,可见光器件以Alq3为发光层的最大发光效率为6.5 cd/A,功率效率为3.5 lm/W。以TAZ为发光层的紫外OLED具有优异的短波长发射,电致发光峰值为376 nm,半峰宽为42 nm,最大辐照度为3.36 m W/cm2,外量子效率为1.5%。通过制备相应单空穴器件并进行伏安特性曲线和阻抗谱分析阐明了适当浓度的Ge O2水性溶液形成的阳极缓冲层有利于增强空穴注入并提升器件性能。针对倒置结构紫外OLED器件,ITO作阴极时与紫外有机发光分子TAZ的电子注入势垒高达2.1 e V。采用溶液法制备氧化锌(Zn O)甲醇溶液和碳酸铯(Cs2CO3)乙醇溶液,并制备了Cs2CO3掺杂Zn O(s-Zn O+Cs2CO3)的混合溶液以及相应的复合电子注入层。X射线光电子能谱分析表明,s-Cs2CO3、s-Zn O和s-Zn O+Cs2CO3具有优异的电学性质。以TAZ为发光层,基于s-Zn O+Cs2CO3(1:1)为复合电子注入层的倒置结构紫外OLED电致发光峰值为380 nm,半峰宽为37 nm,最大辐照度为2.42m W/cm2,外量子效率为0.85%,其性能优于分别使用s-Cs2CO3、s-Zn O、e-Li F和e-Cs2CO3作为单一电子注入层的参考器件,并且也优于使用s-Zn O/s-Cs2CO3的双层电子注入层的参考器件。通过构筑单电子器件并进行电流-电压特性测试和阻抗谱分析证实了最佳掺杂比例的s-Zn O+Cs2CO3(1:1)具有较强的电子注入能力,从而提高了器件的性能。
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