有机光电器件

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有机电致发光器件(organic light emitting devices)包括了小分子发光器件(molecular light emitting devices)和聚合物发光器件(polymer light emitting devices)。它的结构一般是三明治结构,即在金属阴极和透明阳极之间夹一层或多层有机薄膜。在电极间施加一定的电压后,电子和空穴分别由阳极和阴极注入到有机层,其中部分电子和空穴在有机层中复合后发光。本论文主要研究有机小分子电致发光器件的电极界面修饰,希望能通过器件电极的修饰提高电子和空穴注入有机层的效率,从而改善器件性能。器件电极的修饰方法主要是使用低功函数阴极材料、高功函数的阳极材料,或者是在电极和有机层之间插入一层超薄的修饰层来提高电子和空穴的注入效率。将大约1nm薄的LiF缓冲层插入到电子传输层与Al阴极之间后,在8.2V电压驱动下,器件发光强度可达到30.5mcd,即最大发光亮度是1.22kcd/m2。而在5.5V电压下,器件最大光功率效率达至0.93lm/W。在器件的阳极界面修饰中,ZnPc或C60小分子被用来作为阳极界面修饰的材料,当在氧化铟锡(ITO)和空穴传输层(HTL)之间插入一层薄的ZnPc或C60材料时,可大大改善有机电致发光器件的电致发光强度,电致发光效率和开启电压。使用ZnPc作为阳极修饰层的器件性能明显好于未使用ZnPc修饰的器件,在7.42V的驱动电压下,器件最大发光亮度可达到1.428kcd/m2;在4.3V电压驱动下时,最大光功率效率为1.41lm/W;而未使用缓冲层的器件在8V的驱动电压下达到最大发光亮度1.212kcd/m2;在5.5V电压驱动下时,最大光功率效率为0.93lm/W。此外,使用ZnPc缓冲层后,阳极薄膜表面更连续平整。使用C60作为阳极修饰时,在8.2V电压驱动下,最大发光亮度1.756kcd/m2;而在5V电压驱动下,器件得到最好的光功率效率1.25lm/W。同时,使用ZnPc或C60作为有机电致发光器件的阳极修饰材料,器件的开启电压明显下降。此外,聚对苯乙烯磺酸(PEDOT:PSS)作为阳极ITO修饰材料,可大大改善ITO阳极的功函数和阳极表面的平整度,从而提高空穴的注入效率。因此,通过原子力显微镜(AFM)及电阻率测量设备对聚对苯乙烯磺酸的表面形貌和电导率进行了研究。
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