疊層有機(jī)發(fā)光器件的性能優(yōu)化本科畢業(yè)論文-wenkub
2023-07-03 12:54:08 本頁面
【正文】 tive Design and Performance Optimization of Tandem Organic Lightemitting Diodes 中文摘要有機(jī)白光發(fā)光二極管是實(shí)現(xiàn)全色顯示的重要原型器件之一,而且作為一種超薄光源還可用作液晶顯示的背光源以及一些特殊場合的照明。本論文主要通過光電子能譜（ XPS 和 UPS ）對(duì)疊層有機(jī)發(fā)光器件的界面電子結(jié)構(gòu)和能級(jí)排布進(jìn)行分析，研究其工作機(jī)理，并進(jìn)一步探討了各種中間連接層結(jié)構(gòu)和材料對(duì)器件性能的影響。關(guān)鍵詞：半導(dǎo)體技術(shù) 疊層有機(jī)發(fā)光二極管 能級(jí)排布 內(nèi)部連接層 AbstractOrganic white lightemitting diode is one of the important prototype devices of fullcolor display. As a type of superthin lighting, it can be applied in backlighting of LCD and various flatpanel displays. This paper presents the progress of organic white lightemitting diodes in terms of lightemitting zone, device structure, and material favorable intermediate connector is of critical importance for designing highperformance tandem Organic Lightemitting Diodes （ OLEDs ）.In this thesis, the interfacial electronic structures and energy level alignment of Tandem OLED were studied in detail via ultraviolet and Xray photoemission spectroscopies ( UPS and XPS ), and their working mechanisms for charge carrier generation and injection process were also explored. In addition, the impact of constituent materials and structure on the performance of intermediate connectors were discussed. The details of research work are as following:（1） The single structures。在新興的平板顯示技術(shù)中，有機(jī)發(fā)光二級(jí)管（Organic Lightemitting Diode,OLED)由于具有自發(fā)光、廣視角（接近180o）、反應(yīng)速度快（1us 量級(jí)）、發(fā)光效率高、工作電壓低、厚度薄、重量輕、可制作大尺寸與柔性面板、制作簡單、成本低廉等等諸多優(yōu)點(diǎn)，已逐漸成為未來平板顯示技術(shù)發(fā)展的一個(gè)重要方向。顯示和照明 OLED 產(chǎn)品以開始投入市場，形成了一個(gè)具有光明前景的高科技新興產(chǎn)業(yè)。其主動(dòng)發(fā)光的特性使 OLED 比LCD 亮得多，對(duì)比度大、色彩效果更好、可在很大的角度范圍內(nèi)觀看而顯示畫面不失真。OLED恰是作為代表引領(lǐng)著發(fā)展的潮流。但是這種器件的驅(qū)動(dòng)電壓也會(huì)隨著元件串聯(lián)級(jí)數(shù)的增加而增加[5]。接著就進(jìn)入了中期的實(shí)驗(yàn)階段，這個(gè)過程是最艱難的一段時(shí)間,許多困難需要克服。最后，本文還嘗試性的設(shè)想了一系列新的有機(jī)白光的疊層結(jié)構(gòu)，進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)探索，并對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行了分析討論。在我寫的文獻(xiàn)綜述當(dāng)中，還有這一方面更加詳細(xì)的介紹。兩者結(jié)果基本一致，最終得出實(shí)驗(yàn)結(jié)論。直到現(xiàn)在，OLED 發(fā)光效率可大于100 lm/W，壽命大于10000小時(shí)[10]。 OLED 多層有機(jī)發(fā)光器件的結(jié)構(gòu)圖 UHV系統(tǒng) 本論文中光電子能譜儀采用島津公司 Kratos AXIS UltraDLD 超高真空（ UHV ）系統(tǒng)，整個(gè)系統(tǒng)由多轉(zhuǎn)接口樣品中轉(zhuǎn)室、樣品制備室和分析室組成，對(duì)應(yīng)的真空分別為51051031010 Torr。為了更好的收集樣品的二次電子，在樣品上加4 V的偏壓。儀器含有10個(gè)熱蒸發(fā)源，其中8個(gè)源用來蒸鍍有機(jī)材料，另外2個(gè)源用于蒸鍍金屬電極，而且每個(gè)源的溫度都可以進(jìn)行單獨(dú)控制。首先要求 ITO 的平整度要高，其次就是電阻率要小。使電子和空穴的復(fù)合區(qū)遠(yuǎn)離電極，并平衡了載流子的注入效率，從而提高了有機(jī)電致發(fā)光器件的效率。疊層（ Tandem ）器件結(jié)構(gòu)：器件Device（ A ）：ITO/NPB(40nm)/Alq3(20nm)/Bphen(40nm)/NPB(40nm)/Alq3(20nm)/Bphen(40nm)/LiF()/Al(100nm)。如果單純的將器件疊層放置，例如疊兩層ITO/NPB(40nm)/Alq3(60nm)/NPB(40nm)/Alq3(60nm)/LiF()/Al(100nm) 此時(shí)電子和空穴會(huì)出現(xiàn)來回周期性的往復(fù)運(yùn)動(dòng)。其實(shí)現(xiàn)在這部分技術(shù)相當(dāng)成熟了，基本可以達(dá)到80%甚至90%以上。 PR655 UVOzone generator紫外臭氧技術(shù)：AFM 等研究結(jié)果表明，處理后的 ITO 表面形狀并沒有發(fā)生明顯的改變。 XPS 示意圖 在制備器件的過程中，不但要有高效合理的器件結(jié)構(gòu)，還需要高品質(zhì)、性能優(yōu)良的功能材料。 單層器件的發(fā)光強(qiáng)度電流密度關(guān)系，電流強(qiáng)度與電流密度出現(xiàn)直線，即電流強(qiáng)度隨電流密度的增加而線性增加，并且過原點(diǎn)，從而可以得出電流強(qiáng)度確實(shí)與電流密度成正比，與標(biāo)準(zhǔn)器件達(dá)到一致。隨著電流密度的增加，電流強(qiáng)度線性增加，電流效率急劇增加，并且大約可以穩(wěn)定在3 V以上，發(fā)出545 nm的標(biāo)準(zhǔn)綠光。 單層與疊層的數(shù)據(jù)結(jié)果比較 單層與疊層的電流電壓曲線對(duì)比，器件的開啟電壓增加了，例如在同樣的電流密度為 40 mA/cm2 情況下，單層的開啟電壓需要4 V，而采用疊層之后就需要8 V左右即可，因?yàn)榀B層結(jié)構(gòu)就相當(dāng)于串聯(lián)，所以疊層中雙層的電壓大約相當(dāng)于單層的2倍。,原先的
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