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掺杂有机光电子器件的研究
作 者: 程翠然
导 师: 秦大山
学 校: 河北工业大学
专 业: 高分子化学与物理
关键词: OLED 碳酸锂 PTCDA N型掺杂 反转底发射OLED 叠层OLED
分类号: TN36
类 型: 硕士论文
年 份: 2011年
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内容摘要
有机发光二极管(organic light emitting diodes, OLEDs)正在成为绿色照明和平板显示的主流技术。但在技术方面仍存在诸多问题亟待解决,如:电子注入能力弱,本征载流子浓度低,电导率低等。而可用于AMOLED技术的反转底发射有机发光二极管(inverted bottom-emission organic light emittingdiode, IBOLED),电子由氧化锡铟(ITO)向有机功能层的注入和传输能力比传统OLED更弱。因此,提高电子的注入和传输能力对于获得高性能的OLED和IBOLED起着至关重要的作用。对电子传输材料进行N型掺杂是提高电子注入和传输能力的有效手段之一。我们采用苝四甲酸二酐(3, 4, 9, 10perylenetetracarboxylic dianhydride, PTCDA)作为N型母体材料,碳酸锂(lithium carbonate, Li2CO3)作为掺杂剂;PTCDA相比于传统N型材料4,7-二苯基-1,10-菲罗啉(4, 7-diphenyl-1, 10-phenanthroline,Bphen)和2,9-二甲基-4,7-二苯基-1,10-菲啰啉(bathocuproine, BCP),价格更低廉,热稳定好且易于加工。研究发现碳酸锂(Li2CO3)能够在特定温度和压强下分解出氧化锂(Li2O)和氧气(O2)等,在超高真空度下热蒸镀,阴极Al可以将分解出的Li2O还原为Li原子,Li原子可以与N型材料PTCDA进行掺杂,我们进一步优化了掺杂浓度,制备出八羟基喹啉铝(8-quinolinolato aluminum, Alq3)作为发光层的底发射器件,与传统Li2CO3: BCP/Al和LiF/Al结构器件相比,具有更低的驱动电压、更高得亮度及相当的功率效率。基于氧化锡铟(ITO)作为透明阴极和金属铝(Al)作为阳极,制备反转底发射有机发光器件,能够与a-Si TFT(Amorphous Silicon Thin Film Transistor)驱动电路更好的结合使用,本实验采用Li2CO3:PTCDA/Li2CO3: BCP双N型掺杂层作为电子注入(传输层),制备的器件结构如下:ITO/ Li2CO3:PTCDA/Li2CO3: BCP/ AlQ3/ NPB/ MoO3/ Al,相比于只应用Li2CO3 :BCP作为电子注入层的器件,具有更低的驱动电压,更高的亮度及相当的功率效率。尝试制备了Li2CO3: BCP/ MoO3和Li2CO3: PTCDA/ MoO3作为连接层的叠层器件,通过比较得出Li2CO3: BCP/ MoO3可以做为连接层,应用于叠层器件。在此基础上进一步探索研究了应用连接层Li2CO3:BCP/ MoO3/ MoO3: NPB(x: 1)的单极性器件,通过比较不同掺杂浓度器件性能的优劣,得出作为连接层的最优掺杂比2:1。
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全文目录
摘要 4-6 Abstract 6-10 第一章 绪论 10-23 §1-1 OLED的简介 10-13 1-1-1 OLED的研究进展 10-11 1-1-1 OLED的应用前景 11-13 §1-2 OLED的结构及发光原理 13-17 1-2-1 OLED的结构 13-14 1-2-2 OLED的工作原理 14-17 §1-3 OLED各功能层材料的选择 17-21 1-3-1 发光材料的选择 17-18 1-3-2 载流子传输材料的选择 18-20 1-3-3 电极材料的选择 20-21 §1-4 OLED的N型掺杂及研究意义 21-23 1-4-1 OLED的N型掺杂 21-22 1-4-2 研究的意义 22-23 第二章 实验部分 23-30 §2-1 OLED的制备 23-27 2-1-1 实验仪器与原料 23-25 2-1-2 器件的制备工艺流程 25-27 §2-2 OLED的主要评价参数 27-30 2-2-1 电流-电压(I-V)曲线 27 2-2-2 亮度-电压(L-V)曲线 27 2-2-3 发光效率 27-28 2-2-4 材料发光光谱 28-29 2-2-5 色度 29 2-2-6 寿命 29-30 第三章 N型掺杂的PTCDA作为电子注入层应用于器件的研究 30-39 §3-1 实验条件摸索 30-32 3-1-1 不同掺杂浓度PTCDA复合薄膜电导率的研究 30-31 3-1-2 不同掺杂浓度PTCDA对有机发光器件性能的影响 31-32 §3-2 N型掺杂的PTCDA复合材料对OLED性能提高的研究 32-38 3-2-1 PTCDA复合薄膜的结构性质的研究 32-33 3-2-2 器件结构的选择 33-38 3-2-2-1 PTCDA复合薄膜电学性质的研究 34-35 3-2-2-2 有机发光器件性能的研究 35-38 §3-3 本章小结 38-39 第四章 反转底发射及叠层有机发光二极管的研究 39-50 §4-1 应用两个N型掺杂层反转底发射有机发光二极管的研究 39-45 4-1-1 器件结构的选择 39-45 4-1-1-1 双掺杂层电学性质的研究 40-41 4-1-1-2 反转底发射有机发光器件性能的研究 41-43 4-1-1-3 双N型掺杂层界面电子注入机理的研究 43-45 §4-2 叠层器件的探索研究 45-49 4-2-1 叠层有机发光器件的研究 45-47 4-2-2 连接层性能的比较 47-49 §4-3 本章小结 49-50 第五章结论 50-51 参考文献 51-57 致谢 57-58 攻读硕士学位期间所取得的相关科研成果 58
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中图分类: > 工业技术 > 无线电电子学、电信技术 > 半导体技术 > 半导体光电器件
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