聚合物电致发光器件的阴极改性及载流子输运特性的研究

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聚合物电致发光器件(PLED)从其工艺方面来看具有结构简单、制作工艺流程短、工艺简单无需高温、精度容易控制、设备投资少等优点。就其性能来说还具有低功耗、低驱动电压、视角大、亮度高、色彩丰富等特点,尤其是其可以制作在柔性衬底上从而制作出可折叠产品等。正是由于以上这种种优点,使得PLED器件越来越吸引人们的注意,日益成为新一代显示技术的研究领域之一。 本文详细介绍了结构为ITO/PEDOT:PSS/MEH-PPV/buffer/Al的PLED器件的制作过程并对其性能进行了讨论和分析,分别对比分析了是否加入PEDOT:PSS作为空穴传输层、采用Ba或Al单层阴极、采用Ba/Al或BaO/Al双层阴极、以及采用不同浓度MEH-PPV对PLED性能的影响。为了进一步理解聚合物电致发光器件的工作原理,对PLED器件的载流子输运特性以及Ⅰ-Ⅴ特性曲线进行了模拟。 测量和分析了各种不同条件下得到的PLED器件的性能优劣。实验表明:加入PEDOT:PSS作为空穴传输层可以将器件的发光强度提高120%,同时使器件的启动电压降低3V;采用Ba作为器件的阴极材料可以使器件的发光强度增加到用Al做阴极的器件的3倍;无论采用BaO还是Ba作为器件阴极的buffer层都可以大大提高器件的性能,且当Ba作为buffer层比其作为器件的单层阴极对器件的性能提高效果更为明显;改变MEH-PPV的浓度同样会对器件的性能有着重要的影响。 模拟计算了器件内部载流子的输运特性。结果表明,器件内部载流子迁移率与浓度受其在器件内所处位置的影响不大,但是,温度和电场强度却对载流子迁移率和浓度有着显著的影响。 分别用SCLC模型和F-N隧穿模型模拟了结构为ITO/MEH-PPV/Cathode的PLED器件的Ⅰ-Ⅴ特性。结果发现,用F-N隧穿模型所模拟出来的PLED器件的Ⅰ-Ⅴ特性曲线更能很好地与实际结果吻合。同时,基于F-N隧穿理论模拟了器件电流与BaO层厚度之间的关系,其结果也能很好地解释实验得到的结果。
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