【摘 要】
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有机电致发光器件(OLED)由于其具有可弯曲折叠、节能环保、低功耗、低压驱动、自主发光等优势,在全彩显示照明领域具有极高的应用价值,被认为是21世纪的“显示之星”。其中具有短波发射的紫外(UV)OLED广泛应用于激发光源、高密度信息存储和生化传感等领域,同时极大的拓宽了光电器件的应用范围。然而,目前UV OLED技术还存在着许多问题亟待解决。如氧化铟锡(ITO,表面功函数为4.7e V)透明电极作
【基金项目】
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国家自然科学基金; 广西自然科学基金重点项目; 广西重点研发计划项目;
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有机电致发光器件(OLED)由于其具有可弯曲折叠、节能环保、低功耗、低压驱动、自主发光等优势,在全彩显示照明领域具有极高的应用价值,被认为是21世纪的“显示之星”。其中具有短波发射的紫外(UV)OLED广泛应用于激发光源、高密度信息存储和生化传感等领域,同时极大的拓宽了光电器件的应用范围。然而,目前UV OLED技术还存在着许多问题亟待解决。如氧化铟锡(ITO,表面功函数为4.7e V)透明电极作为常用的OLED电极材料,其与紫外发光材料的能级严重不匹配,从而导致载流子传输不平衡,使得器件效率偏低。针对上述问题,本文使用溶胶凝胶法合成的WOx和ZnO及其掺杂材料对ITO电极进行界面修饰,改善ITO表面形貌并减小载流子注入势垒,从而制备高性能的UV OLED。具体研究内容如下:1)采用溶胶凝胶法合成WOx醇溶液,并将其掺杂PEDOT:PSS作为复合空穴注入层(PEDOT:PSS+WOx),有效的修饰了ITO阳极,制备了以PBD为发光层的UV OLED。使用X射线衍射仪(XRD)、原子力显微镜(AFM)、扫面电子显微镜(SEM)、X射线光电子能谱(XPS)等表征测试证明PEDOT:PSS+WOx复合层薄膜具有优异的表面形貌和光电性能。相较于其他参考器件,基于PEDOT:PSS+WOx复合空穴注入层制备的UV OLED获得了更优异的光电性能,最优器件的发光峰位于400 nm,半峰宽为47 nm,并获得了最大辐照度为3.98 m W/cm2,最大外量子为2.3%。此外,紫外光电子能谱(UPS)和阻抗谱进一步阐述了电荷从PEDOT转移至WOx的过程,证明了PEDOT:PSS+WOx复合空穴注入层的空穴的注入/提取能力得到了提高,这有助于调节发光层内的载流子平衡,从而提高UV OLED的光电性能。2)采用聚乙二醇(PEG)对ZnO溶液改性(ZnO+PEG),并使用ZnO和PEG混合溶液修饰ITO的表面,可以有效的隔绝空气中水氧对Cs2CO3的影响。使用(ZnO+PEG)/Cs2CO3复合电子注入层和PCZTZ发光层制备了倒置近UV OLED,获得了最大辐照度(10.6 m W/cm2)和最大EQE(1.9%),其发光峰位于409 nm处,半高峰宽为52 nm,证明基于(ZnO+PEG)/Cs2CO3复合电子注入层的器件的光电性能明显优于使用其它电子注入层的参考器件。通过XRD、SEM、AFM和XPS等方法测试分析,证明了(ZnO+PEG)/Cs2CO3具有优异的薄膜形貌和电子特性。此外,伏安特性和阻抗谱也进一步说明了(ZnO+PEG)/Cs2CO3具有较强的电子注入能力,因此利用(ZnO+PEG)/Cs2CO3复合电子注入层制备高效的倒置NUV OLED提供了一种有效的方法。
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