新疊層有機發光器件研究

曲大龍

（吉林工程技術師范學院 信息學院，吉林 長春 130052）

新疊層有機發光器件研究

曲大龍

（吉林工程技術師范學院 信息學院，吉林 長春 130052）

文章設計并制備了以 Bphen：LiF/TCTA：Mo Ox作為電荷產生單元的疊層白光有機電致發光器件。這個電荷產生單元有著優良的電學和光學性能，可以允許電子和空穴注入到相應的發光層中。

OLED；疊層結構；白光器件

現代社會飛速發展，對發光和顯示器件的需求越來越多，對其性能的要求越來越高。有機電致發光器件由于具有重量輕、高亮度、視角廣、響應速度快、主動發光、能實現全色顯示和柔性顯示等眾多優點在新一代顯示和照明領域有著巨大的作用。經過多年的發展，該類器件已從實驗研究逐步轉變為產品開發的階段。為適應其工業化生產的要求，需在器件的效率和壽命等方面做進一步改善。疊層有機電致發光器件具有在較低的電流密度下實現高亮度和高效率的特征，是對上述要求的解決方法之一。而高效的電荷產生單元是實現高性能疊層有機電致發光器件的關鍵之一。本課題組著重研究了基于新型電荷產生單元的高效疊層白光有機電致發光器件。與傳統 OLED結構相比，疊層OLED是指通過電荷產生單元（Charge Generation Unit，CGU）的結構將OLED發光單元連接起來的OLED。OLED的發光過程是載流子的注入、傳輸及激子復合發光的過程，在疊層OLED中，由于電荷產生單元的作用，注入的一對空穴——電子可以形成兩對或多對激子，因此，相比于傳統的OLED，疊層OLED能夠獲得更高的發光亮度和效率，這就使疊層OLED往往在較低的電流密度下便可獲得實用化的亮度和效率。眾所周知，在過量電流密度下產生的熱損壞會導致OLED的老化。疊層OLED能提高其穩定與壽命的性能。此外，疊層OLED中有兩個或多個OLED單元，因此可以非常容易地通過不同顏色的發光單元（紅、綠、藍三基色光）實現白光發射。由于白光OLED在全色顯示以及固態照明等方面的巨大潛力，結合疊層OLED高效率長壽命的優勢，疊層白光OLED將極具競爭優勢。

1 實驗

氧化銦錫（ITO）因具有較高的電導率、較好的化學穩定性、對可見光透過率高等優點，故目前絕大多數底發射OLED均選用ITO作為陽極材料。ITO與有機材料的界面接觸特性對器件性能影響很大，因此在制備OLED之前需要對ITO進行表面處理。本實驗采用的是商業生產的ITO玻璃，ITO薄膜厚約150nm，方塊電阻為10Ω，基底玻璃厚度0.55mm，使用前ITO被腐蝕成25mm×5mm的矩形條狀。ITO玻璃具體處理步驟如下：首先用丙酮和乙醇棉球反復擦拭ITO玻璃，直至表面無灰塵、顆粒、油膩等污漬，接著用大量去離子水沖洗去除玻璃表面的有機溶劑，然后再用壓縮空氣將ITO玻璃表面吹干，放置到溫度為150℃的烘箱中烘烤10min，之后轉移到氧等離子體處理室進行表面處理，用于提高ITO的功函數，降低空穴的注入勢壘。最后將處理好的ITO玻璃放入有機真空室，準備下一步的實驗。為了初步了解電荷產生單元（CGU）對疊層器件性能的影響，首先制備了一組由藍光、黃光互補色磷光發光單元組成的疊層白光器件，器件中采用不同的電荷產生單元將這兩個發光單元“連接”起來。如圖1所示，器件A1中CGU為Bphen:Li F/TCTA:MoOx；器件A2中CGU僅有p型摻雜層TCTA:MoOx；器件A3中CGU僅有n型摻雜層Bphen: LiF；器件A4僅將兩個發光單元堆疊起來，并沒有CGU。藍光磷光發光單元中m-MTDATA作為空穴傳輸層，Ir（ppz）3作為電子/激子阻擋層，而發光層則采用母體材料MCP中摻入體積分數為10%的藍光染料FIrpic，Bphen作為電子傳輸層。而黃光磷光發光單元，則由空穴傳輸層TCTA，電子/激子阻擋層 Ir（ppz）3發光層 CBP:PO-01，電子傳輸層Bphen組成。器件A1，采用Bphen：LiF/m-MTDATA：MoOx作為電荷產生單元，有兩個主發光峰，這來自于EL-B1和EL-Y1發光單元的發光。相對地，器件A2中僅僅有來自EL-Y1單元的發光，器件A3的發光較弱。值得指出的是，含有p型摻雜層m-MTDATA：MoOx的器件（器件A1和A2）中，黃光發光單元（EL-Y1）的發光很強，這表明m-MTDATA:MoOx層對電荷的產生過程起著重要的作用，同時由電荷產生單元產生的空穴可以比較容易到注入到EL-Y1單元中。然后由于缺少n型摻雜層Bphen:LiF，電子不能有效地注入到EL-B1單元中，所以在器件A2中僅觀察到EL-Y1單元的發光。缺少有效的電荷產生與分離單元，器件A3和A4的發光很弱，這結果可能是由于電子被束縛在EL-Y1單元中，同時當空穴在EL-B1中傳輸時被捕獲這一原因導致的。

圖1

2 結語

筆者設計并制備了以Bphen：LiF/TCTA:MoOx作為電荷產生單元的疊層白光有機電致發光器件。這個電荷產生單元有著優良的電學和光學性能，可以允許電子和空穴注入到相應的發光層中。更重要的是，電荷生成單元中所采用的摻雜劑在空氣中是穩定的，這就避免了通常所報道的電荷產生單元中處理活潑金屬的復雜問題，只需要通過簡單的熱蒸發的方式制備。

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吉林工程技術師范學院校科研發展基金（X2016031）支持。

曲大龍（1976-），男，碩士研究生，講師，主要研究方向：微電子學與固體電子學。