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溶液加工的空穴注入层及其高效白光照明OLED 认领

作者：

范李想

学位授予单位：

南京邮电大学

摘要：

有机电致发光器件（Organic Light-Emitting Devices,OLEDs）因其具有高亮度、高效率、质量轻、可柔性且易于制备大面积等优异的性能,目前已经在固态照明和平板显示方面有一些应用,显示出了巨大的商业潜力。目前真空蒸镀是制备高效OLED最为成熟的工艺之一,但仍存在工艺复杂、制造成本高以及难以实现大面积的工业生产等缺点。相反,溶液法制备OLED是更理想的且更容易解决这些限制的制造技术。其中具有优良的电导率、较高的光学透明性和合适的功函数的空穴注入材料在改善电荷注入和传输平衡等方面起着重要作用。本文基于构筑不同空穴注入层,并围绕溶液加工方式制备高效的白光OLED技术,同时对不同空穴注入材料的物理及电化学性质进行系统探究,主要研究内容概括如下:1、将钼酸铵.四水合物（AMT）作为前驱体材料制备空穴注入层薄膜,经过低温退火的处理后,对比薄膜在不同紫外-臭氧（UV-O3）处理时间下的白光OLED器件性能。实验结果表明,当AMT浓度为2.5 mg/ml,UV-O3处理时间为8分钟时,空穴注入能力得到了显著提高,OLED器件性能最佳,与未经过UV-O3处理的器件相比,电流效率从8.9 cd/A提高到了20.3 cd/A,效率提升了128%。2、在PEDOT:PSS中掺杂少量的AMT作为混合空穴注入层,测试了薄膜的表面形貌和功函数,并对比不同掺杂比例和退火温度下的白光OLED器件性能。测试结果表明,掺杂前后薄膜都具有平整的表面形貌,薄膜的功函数从5.12 e V提升到5.20 e V,空穴注入能力明显提升。当掺杂0.5 wt.%AMT,退火温度为120℃时,OLED器件的性能最佳。功率效率达到了23.4 lm/W,相比PEODT:PSS为空穴注入层的器件（16.9 lm/W）提升了40%。3、采用低成本的硫氰化亚铜（Cu SCN）和氧化镍（Ni Ox）代替PEDOT:PSS作为空穴注入层制备白光OLED器件。对溶液制备的薄膜进行瞬态和稳态光谱测试,发现Cu SCN和Ni Ox直接与发光层接触容易引起激子猝灭,限制了OLED器件的性能。为了克服这一缺陷,在空穴注入层和发光层之间插入一层超薄的氧化石墨烯（GO）作为钝化层,该GO钝化层不仅抑制了发光层激子的淬灭,还能够促进空穴注入。对于Cu SCN作为HIL的器件中,经过GO钝化器件效率从18.1 cd/A（6.6 lm/W）提高到30.3 cd/A（19.8 lm/W）。同样地,Ni Ox作为HIL中,器件功率效率从10.1 lm/W提高到20.0 lm/W。

摘要译文

关键词：

有机电致发光; 溶液法; 空穴注入层; 无机半导体材料; UV-O3处理; 掺杂; 钝化

学位年度：

2021

学位类型：

硕士

学科专业：

光学工程（专业学位）

导师：

张新稳

中图分类号：

TN383.1;TN383[发光器件⑨]

学科分类号：

0803[光学工程];080501[材料学];080502[材料物理与化学];080902[微电子学及固体电子学]

D O I：

10.27251/d.cnki.gnjdc.2021.000233