新型界面结构的构筑及其在OLED器件中的应用

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有机电致发光器件(Organic Light-Emitting Diodes;OLEDs)由于其独特的性能,在固态照明以及大面积平板显示领域有着巨大的发展潜力,目前在移动显示终端等方面已经得到了较好的商业化应用。但就目前来说,OLEDs的研究发展中还存在一些亟待解决的问题,例如载流子传输不平衡以及器件稳定性有待提高等问题。针对上述问题,本文通过对OLEDs器件进行界面改性提高了载流子的传输性能进而实现了器件性能的提升;具有新型界面结构的发光层的设计提升器件性能的同时,器件稳定性也得到显著改善。以上工作为高性能、高稳定性OLED器件的研究提供了有益的研究思路。具体研究内容如下:(1)为了防止具有酸性的PEDOT:PSS阳极界面层腐蚀电极,利用几种含有氨基的碱性溶剂蒸汽对PEDOT:PSS进行蒸汽退火处理,并研究了蒸汽退火处理对OLEDs性能的影响。研究发现,氨水(NH3·H2O)蒸汽处理使器件电流效率(CE)、功率效率(PE)和外量子效率(EQE)分别从标准件的26.26 cd/A、21.98 lm/W和13.73%增加到31.41 cd/A、25.58 lm/W和16.13%;通过X射线光电子谱、红外光谱、紫外光电子能谱等测试验证了NH3·H2O与PEDOT:PSS中的PSS的酸碱中和反应。NH3·H2O蒸汽处理不仅改善了薄膜的酸性,还改变了薄膜内的组分及表面功函数,形成了空穴从ITO电极的注入与传输的有利通道,同时生成的局部聚集PSS有助于减少漏电流的产生,从而使器件性能得到提升。(2)为了解决氨水蒸汽处理之后PEDOT:PSS载流子迁移率降低的问题,将软模板压印与氨水蒸汽退火处理相结合开发出了热压印辅助蒸汽退火处理这一方法,基于改性后的PEDOT:PSS阳极界面层制备了高性能的蓝色磷光OLED,器件性能CE和PE分别从26.95cd/A和22.05 lm/W提升到36.62 cd/A和27.60 lm/W。相比于平面接触,周期性微纳米沟道的引入使得层与层之间实际接触面积增加了10%左右,即有效的空穴传输通道显著增加最终提升了器件性能。(3)主客体掺杂型发光层所固有的相分离问题往往是OLED性能不稳定的一大诱因。为此,我们利用界面处空间分离的激基复合物以及超薄非掺杂发光层结构构筑了新型发光层界面结构,制备性能较为稳定的非掺杂超薄磷光以及热活化延迟荧光OLED器件。由于空间分离激基复合物与发光材料之间存在能量转移,非掺杂超薄器件性能相比于无激基复合物的器件其CE、PE分别从18.70 cd/A和14.35 lm/W提升到38.92 cd/A和35.84 lm/W,同时器件的稳定性得到了较大的改善。该新型发光层结构在有效利用界面空间分离激基复合物的能量的同时也避免了主客体材料直接掺杂,因此实现了器件效率与稳定性的同步改善。
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