倒置底發(fā)射有機發(fā)光二極管電子注入研究.pdf

1、自1987年，鄧青云博士發(fā)現有機發(fā)光二極管（OLED）以來，經過人們不斷地研究改進，加上OLED本身固有的諸如廣視角、高亮度、可柔性化等優(yōu)點，OLED已成為照明和顯示領域的新寵兒。當OLED應用于顯示領域，為了更好地與a-Si TFT驅動電路配合使用，倒置底發(fā)射的結構相比傳統(tǒng)的正置結構更具有優(yōu)勢，因此本論文主要研究的OLED器件結構即為倒置底發(fā)射結構。此種結構存在的最大的問題是電子的注入效率，因為在此種結構中常采用ITO為透明陰極，其功

2、函數約為4.8eV，而大部分的電子傳輸材料的LUMO只有2.5eV~3.5eV，這意味著電子的注入勢壘高達1.3eV~2.3eV，也就是電子的注入變得非常困難，這嚴重制約了整體器件的性能。
　　本研究主要內容包括：⑴通過在ITO底電極上蒸鍍低功函數的金屬Al來加強電子的注入。考慮到Al的功函數較低，為4.28eV，通過在ITO上修飾Al可以降低其功函數，以降低電子的注入勢壘。然而通過進一步地研究發(fā)現當Al呈現小尺寸的納米顆粒時，其

3、修飾的器件性能最優(yōu)，表現為最低的工作電壓，最高的發(fā)光效率。通過TEM、AFM、UPS等表征和高斯定理的推導，我們提出小尺寸的金屬納米顆粒導致局域電場增強從而可以加強電子注入的物理模型。為了驗證此物理模型，我們還選擇了另外兩種低功函數金屬Ag和Cu，實驗的結果顯示Ag和Cu納米顆粒都是可以加強電子注入，提高器件的性能；⑵基于前面的提出的物理模型，我們還嘗試了用高功函數的金屬Pt來修飾ITO。通過在ITO上濺射不同量的Pt來制備器件，器件的

4、結構和表征結果同樣顯示當Pt量較少，在ITO上以納米顆粒的狀態(tài)存在時，其修飾的器件開啟電壓最低，發(fā)光效率最高。然后我們還選擇了高功函數金屬Au，通過濺射和自組裝兩種方式來修飾ITO，同樣發(fā)現器件性能得到很大改善，這說明以納米顆粒形式存在的金屬可以加強電子的注入，而不取決于它自身的功函數；⑶當今世界的主流趨勢是節(jié)能環(huán)保，為響應這個理念以及加上之前的物理模型，我們選擇了價格低廉且環(huán)保的碳納米結構材料，通過濺射、旋涂、蒸鍍的方式在ITO上修飾