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有机电致发光显示技术是一种新型显示技术,它具有超薄、全固态、低压直流驱动、主动发光、高效率、高亮度、视角大、响应速度快等诸多特点。目前人们对有机电致发光载流子的复合机理的了解较少,探索有机电致发光器件的发光机理,将为寻找高量子效率的发光器件提供理论依据,如果能对器件载流子的注入以及复合机理有着进一步的了解和研究,将对有机电致发光显示器的发展有着十分重大的作用。
半导体中载流子的分布对载流子的复合发光有很大的影响,本文在考虑禁带特性的情况下,从理论上探讨了半导体中电子与空穴的分布。以Si为例,利用MATLAB定量分析了不同能量时本征Si半导体中电子占据导带底的几率.温度关系和不同温度时电子占据导带底的几率-能量关系。分析结果表明:导带中绝大多数电子分布在导带底附近,价带中绝大多数空穴分布在价带顶附近;温度越高,电子占据导带底的几率越大,温度每升高20K,电子占据的几率增加大约四到五倍;导带中能级具有的能量越高,电子占据该能级的几率越低,能量每增加0.02ev,电子占据的几率下降大约1/2。
本文分析了掺杂DCJTB和不同浓度的rubrene两种荧光染料的有机半导体的复合机理,发现掺杂的结构在禁带中引入杂质能级,进而探讨了一种有机半导体禁带中电子与空穴分布的理论模型,在此基础上讨论了半导体禁带中电子和空穴的费米分布。分析得出,电子占据高于费米能级的杂质能级,能量越高的能级,被电子所占据的几率越小;空穴占据低于费米能级的杂质能级,能量越低的能级,被空穴所占据的几率越小,杂质能级的电子和空穴复合后可以得到高效的荧光发射,因此掺杂对提高有机电致发光显示器件的发光效率有很重要的作用。
引入空穴注入层可以降低器件的工作电压,提高器件的寿命,使得器件具有较好的稳定性和更高的发光效率。实验中引入2T-NATA作为空穴注入层,制备了一种绿光器件结构为ITO/2T-NATA/NPB/Alq3:C545T/Alq3/LiF/Al的绿光器件。分析了不同厚度的2T-NATA时器件的发光性能。实验结果表明,2T-NATA的HOMO能级较好的与ITO功函数匹配,降低了空穴注入势垒,引入空穴注入层2T-NATA提高了器件的发光亮度和效率。当2T-NATA厚度为15nm时,器件的效果最好,起亮电压较低,亮度较高。
蓝光有机电致发光器件OLED在亮度、效率和稳定性等方面还有待改善,它在一定程度制约着全彩色的发展,对蓝光OLED的研究具有重要的意义。实验中制备了一种蓝光器件结构为ITO/2T-NATA/NPB/ADN:TBP/Alq3/LiF/Al的蓝光器件,分析了不同掺杂浓度的器件的性能。实验结果表明:采用2T-NATA作为空穴注入层和掺杂TBP能够改善器件的发光亮度和发光效率,当TBP掺杂浓度为3%时,器件的效果最好,可获得较稳定的蓝光器件,较高的亮度和效率。