静电感应有机发光晶体管的研究

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有机发光晶体管是将控制部分的OTFT和发光部分的OLED集成到一个器件结构中,利用栅压控制电流,进而控制发光。不仅提高了器件的集成度,简化了制作过程,更提高了能量的利用效率。本文对静电感应有机发光管的光电特性及工作原理等做了系统的研究。首先,制作了以TPD为空穴传输层的静电感应发光管ITO/TPD(50nm)/Al(30nm)/TPD(30nm)/Alq3(55nm)/Al。实验结果表明,栅极金属铝与TPD薄膜形成了良好的肖特基接触,器件的发光为Alq3的发光,峰值位于530 nm左右;栅压增加时,器件的发光强度随着源漏电流的减小而减弱,表现为耗尽型特性。其次,我们以NPB为空穴传输层制作了静电感应发光管ITO/NPB(30nm)/Al(30nm)/NPB(20nm)/Alq3(55nm)/Al。发现器件的发光强度和源漏电流随着栅压的增加而增大,表现为增强型特性。通过改变NPB层厚度、栅极形状和厚度,得到的最优化的器件参数为:第一层NPB层厚40nm,梳状栅极厚度30nm。为了研究栅极载流子的注入情况,我们分别在栅极两侧加入空穴阻挡层BCP,制作了三组静电感应发光管器件ITO/NPB(40nm)/BCP(5nm)/Al(30nm)/NPB(20nm)/Alq3(55nm)/Al、ITO/NPB(40nm)/Al(30nm)/BCP(5nm)/NPB(20nm)/Alq3(55nm)/Al和ITO/NPB(40nm)/BCP(5nm)/Al(30nm)/BCP(5nm)/NPB(20nm)/Alq3(55nm)/Al,实验证明了栅极注入的空穴对沟道中电流的贡献。可知,利用较薄的BCP层(5nm)并不能改善载流子的平衡以便提高器件的发光效率。最后,为了研究界面能级对器件性能的影响和改善栅压对器件发光的控制能力,将发光效率更高的DCJTB掺杂在Alq3中(掺杂浓度2wt.%)作为发光层制作了发光管ITO/NPB(40nm)/Al(30nm)/NPB(20nm)/Alq3:DCJTB(2wt.%)(55nm)/Al,发现漏电流还是很大。为此,我们在漏极前加入1nm厚的LiF薄层制作了器件ITO/NPB(40nm)/Al(30nm)/NPB(20nm)/Alq3:DCJTB(2wt.%)(55nm)/LiF(1nm)/Al,发现栅极对发光的控制能力明显增强,且发光强度提高了三个数量级,得到了性能较好的静电感应发光管。
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