有機(jī)電致發(fā)光器件物理特性研究.pdf

1、有機(jī)電致發(fā)光作為一個(gè)新興的研究領(lǐng)域不斷吸引著越來(lái)越多的人們，目前已成為平板顯示領(lǐng)域的一個(gè)研究熱點(diǎn)。隨著信息技術(shù)的飛速發(fā)展，對(duì)信息顯示技術(shù)提出越來(lái)越高的要求。色彩豐富、低耗能、綠色環(huán)保、輕便甚至可卷曲的顯示屏已成為人們追求的目標(biāo)。由于有機(jī)電致發(fā)光屏低電壓驅(qū)動(dòng)、高效發(fā)光、色彩豐富、響應(yīng)速度快、視野寬及易于實(shí)現(xiàn)超薄、輕便等優(yōu)點(diǎn)，正迎合了這一要求。有機(jī)電致發(fā)光涉及化學(xué)、物理、材料學(xué)等眾多學(xué)科領(lǐng)域，這需要人們從材料的設(shè)計(jì)和合成、器件的制備工藝入手

2、，并結(jié)合光電性能測(cè)量和老化特性分析等全方位去研究開(kāi)發(fā)。 本文側(cè)重于研究有機(jī)電致發(fā)光器件物理發(fā)光和老化特性等方面。結(jié)合實(shí)際研發(fā)，在Windows2000SP4(FAT32)環(huán)境下，采用VisualBasic6.0軟件平臺(tái)，自行設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)了可視化自動(dòng)測(cè)量軟件，建立并驗(yàn)證了一套測(cè)量有機(jī)電致發(fā)光器件物理發(fā)光及老化特性的自動(dòng)化測(cè)量系統(tǒng)。該系統(tǒng)已被成功應(yīng)用于國(guó)內(nèi)(西安)的有機(jī)電致發(fā)光研究。 從理論上推導(dǎo)了功率和亮度的轉(zhuǎn)換關(guān)系，給出了開(kāi)

3、口率的計(jì)算方法。通過(guò)對(duì)單像素結(jié)構(gòu)為ITO(120nm)/CuPc(12nm)/NPB(50nm)/Alq3：C545(30nm)/LiF(1nm)/Al(200nm)被動(dòng)驅(qū)動(dòng)有機(jī)電致發(fā)光矩陣屏的物理發(fā)光和老化特性測(cè)量，研究了有機(jī)電致發(fā)光器件色坐標(biāo)與電壓和角度、發(fā)光亮度與角度的變化關(guān)系，實(shí)驗(yàn)上驗(yàn)證了器件在啟亮前后的載流子注入機(jī)理，從量子角度說(shuō)明了器件的極限響應(yīng)時(shí)間。 首次分析了短波長(zhǎng)激發(fā)光致發(fā)光光譜，討論了Alq3材料中熒光發(fā)光單

4、元的老化分解。研究了有機(jī)電致發(fā)光器件老化前后開(kāi)口率與電壓和亮度之間的關(guān)系。證明了被動(dòng)驅(qū)動(dòng)有機(jī)電致發(fā)光器件是一種典型的流控器件。 研究的主要內(nèi)容包括：(1)首先，通過(guò)對(duì)物理發(fā)光特性的分析，表明器件色坐標(biāo)為(0.28，0.59)，發(fā)光亮度能較好地滿足朗伯體定律，具有較高的色彩保真度，保證了器件的大視角特性。在啟亮前，器件的載流子運(yùn)動(dòng)符合熱發(fā)射注入模型；啟亮后，滿足隧穿注入模型。從量子角度說(shuō)明了OLED器件的極限響應(yīng)時(shí)間為ns量級(jí)。

5、 (2)其次，在500ed/m2發(fā)光強(qiáng)度下進(jìn)行了三種快速老化實(shí)驗(yàn)(恒電壓、恒電流和恒光強(qiáng))，研究了老化過(guò)程的光電特性。說(shuō)明了有機(jī)電致發(fā)光矩陣屏的封裝對(duì)于提高器件壽命至關(guān)重要。開(kāi)口率在老化前和老化后不隨電壓變化。老化后，開(kāi)口率有所減小，但并非導(dǎo)致亮度減弱(老化衰減)的主要原因。證明了有機(jī)電致發(fā)光器件是一種典型的流控器件。在OLED器件初始老化階段：電壓和電流越大，老化越快；電壓和電流越小，老化越慢。發(fā)光區(qū)域在老化過(guò)程中，從NPB/A

6、lq3：C545界面擴(kuò)散到了Alq3層。當(dāng)空穴進(jìn)入Alq3層時(shí)，Alq3發(fā)生了本征性的氧化還原反應(yīng)，形成了Alq3+離子的衰減產(chǎn)物熒光猝滅劑，加速了老化過(guò)程。老化前后器件的光致發(fā)光光譜發(fā)生了顯著變化。通過(guò)對(duì)比恒電壓、恒電流和恒光強(qiáng)老化Alq3與NPB的峰值比的降低說(shuō)明了Alq3材料在老化過(guò)程中分解。其峰值比說(shuō)明了現(xiàn)有發(fā)光材料相對(duì)與老化前能夠發(fā)光單元的分解程度。而在實(shí)際老化過(guò)程中，NPB材料層也有所分解，說(shuō)明了Alq3的分解程度遠(yuǎn)比假設(shè)情

7、況要大。 (3)最后根據(jù)實(shí)際研發(fā)的需要，在Windows2000SP4(FAT32)環(huán)境下，采用VisualBasic6.0平臺(tái)，自行設(shè)計(jì)并開(kāi)發(fā)了自動(dòng)化測(cè)量軟件，建立了一套測(cè)量發(fā)光及老化特性的有機(jī)電致發(fā)光器件自動(dòng)化測(cè)量系統(tǒng)。該系統(tǒng)工作時(shí)，由計(jì)算機(jī)通過(guò)RS-232或GPIB接口控制Keithley2400SourceMeter和Newport1830-CPowerMeter協(xié)同工作，同步檢測(cè)器件的電壓—電流—光強(qiáng)(V-I-P)和電