论文部分内容阅读
有机电致发光器件由于在平板显示中的潜在应用价值，近年来倍受人们的关注。随着小面积、无源驱动技术的日趋成熟，大面积、有源驱动技术已成为目前有机发光研究的主流。实现大尺寸显示需要采用TFT驱动技术，而传统的底发射器件是以透明衬底上的ITO阳极作为出光面的，当使用非透明的硅衬底或迁移率小的非晶硅、有机TFT为衬底时，容易造成开口率低的问题。而顶发射有机发光器件可以直接在不透明衬底上制备，把出光面与衬底分开，使开口率的问题得到根本解决，可实现Si基或带有复杂电路系统的有源驱动TFT等衬底上的高质量显示，因此成为目前有机发光器件研究的一个热点。本文侧重于有机发光全彩显示的一些基础研究，包括底发射结构的蓝光和白光器件的研究；顶发射有机发光器件的研制；微腔调色法实现红、蓝、绿三基色顶发射器件的研究；以及提高顶发射器件效率的有效途径等内容。并首次研制了Ag／MoOx为空穴注入阳极的低压高效顶发射器件。主要研究内容及结果如下：1)在底发射器件方面，首先以AND为蓝光基质，分别以BCzVB、TBPe、DSA-ph和BezVBi为蓝光搀杂剂，制备了四种蓝色有机发光器件。四个器件的电流效率分别为2.8cd／A、5cd／A、8cd／A和2.03cd／A；色坐标分别为（x=0.146，y=0.165）、（x=0.136，y=0.222）、（x=0.153，y=0.306）和（x=0.164，y=0.146）。研究结果表明，器件ADN∶BczVB由于低的电流湮灭性，更适合于显示器件的制备；器件ADN∶DSA-ph色度较差但效率较高，因此更适于白光光源的制备；器件ADN∶TBPe的性能一般；而器件ADN∶BczVBi的性能最差。然后以JBEM（P）∶DCJTB为发光层，J0503为空穴传输层，TBPi为空穴阻挡层，制备了白光器件。器件的色坐标为（x=0.337，y=0.358），电流效率为3.45cd／A。与没有空穴阻挡层TBPi的器件相比，电流效率提高了60％。最后以多层结构Alq∶DCJTB／TBADN∶TBPe／Alq∶C545为发光层，制备了色度稳定的白光器件，器件在200mA／cm2电流密度下，色坐标为（x=0.345，y=0.323），电流效率为3.78cd／A。2)顶发射器件方面包括项发射器件的研制以及微腔调色法实现三基色的研究等工作。首先研制了结构为LiF（1nm）／Al（10mm）／Ag（2nnm）、透过率为30％左右的半透明金属复合阴极；并以Ag（100nm）／ITO（xnm）为反射阳极，LiF／Al／Ag为半透明阴极，制备了可变颜色的微腔结构顶发射器件。以Alq3为发光层，调节ITO的厚度，得到从蓝绿色到红色范围变化的发光：当ITO厚度为210nm时，器件发光峰值为536nm，半高宽为22nm，色坐标为（x=0.229，y=0.729），电流效率为1.77Cd／A。然后以TBADN∶TBPe为发光层制备了深蓝色的微腔顶发射器件，当ITO厚度为155nm时，器件发光峰值为464nm，色坐标为（x=0.141，y=0.049）。最后以多层结构Alq∶DCJTB／TBADN∶TBPe／Alq∶C545为白光发光层，利用微腔调色法，实现了红、蓝、绿三基色发光的微腔顶发射器件；ITO厚度分别为180nm、215nm和240nm时，红、蓝、绿三基色器件的发光峰值分别为603nm、475nm和538nm，色坐标分别为（x=0.513，y=0.360）、（x=0.133，y=0.201）和（x=0.335，y=0.567），半高宽分别为70nm、30nm和48nm。3)在提高顶发射器件的效率方面，包括了折射率匹配层提高半透明阴极出光率、阳极表面修饰提高空穴注入、微腔腔长调节提高器件效率，以及光谱拟合确定微腔器件发射模数等方面的研究。首先以Alq3为折射率匹配层，制备了透过率为49％左右的半透明阴极LiF／Al／Ag／Alq3，该阴极对可见光的透过率随波长变化很小，如在460nm、552nm和620nm的透过率分别为46.78％、45.27％和49.78％。然后以MoOx为空穴注入层，制备了Ag／MoOx为反射阳极的新型顶发射器件，以LiF／Al／Ag／Alq3为半透明阴极，Alq3为发光层，器件的启亮电压为2.67V，最大电流效率为7.27cd／A，器件性能明显优于Ag／Ag2O基的顶发射器件（3.92V，6.12cd／A）和底发射器件（5.25V，3.5cd／A）。接触势差法研究表明，Ag／MoOx电极的功函数比Ag／Ag2O电极高0.1eV，MoOx大大提高了Ag阳极的空穴注入能力。最后研究了微腔腔长调节对器件性能的影响，当有机层厚度为115nm时，优化器件的电流效率达7.44cd／A，比没有微腔影响的底发射器件提高了2.13倍；通过不同腔长顶发射器件的光谱拟合，发现当取发射模级数m=2时，光谱拟合结果与实验结果吻合很好，由此确定，器件的微腔总腔长为一个整波长的光学长度。