利用交流阻抗譜方法研究電致發(fā)光器件.pdf

1、本文針對有機(jī)電致發(fā)光、有機(jī)無機(jī)復(fù)合電致發(fā)光、固態(tài)陰極射線發(fā)光研究中的問題，利用交流阻抗譜技術(shù)，結(jié)合常規(guī)的光電測量方法，重點研究了器件中載流子的注入和傳輸?shù)葯C(jī)理，得到了一些有意義的研究結(jié)果。 一、有機(jī)電致發(fā)光器件光電特性的研究。結(jié)合常規(guī)的光電測量方法，利用交流阻抗譜方法研究了有機(jī)電致發(fā)光器件ITO/MEH-PPV/Al的電學(xué)性質(zhì)，在器件的交流阻抗譜中只得到了一個半圓，沒有發(fā)現(xiàn)明顯的Schottky勢壘和耗盡層。根據(jù)器件的交流阻抗譜

2、提出了器件的等效電路為一個電阻Rp和一個電容Cp的并聯(lián)然后串聯(lián)一個電阻Rs。提出了一個簡單的模型：電阻Rp相當(dāng)于器件的直流電阻，電容Cp相當(dāng)于器件的體電容，串聯(lián)電阻Rs相當(dāng)于器件中電極與有機(jī)材料的接觸電阻。 分別分析了Rp、Rs和Cp隨驅(qū)動電壓的變化，根據(jù)器件電容Cp隨直流電壓的變化關(guān)系，對比器件的電流—電壓特性和亮度—電壓特性，將器件ITO/MEH-PPV/Al中的載流子的注入和傳輸過程分為四個階段，聯(lián)系器件中載流子的注入和傳

3、輸過程，分析了在每個階段Cp的變化趨勢。 根據(jù)交流阻抗譜擬合得到的電阻Rp的值計算出了器件ITO/Alq/Al的電導(dǎo)率，利用飛行時間方法得到了器件的載流子遷移率，從而計算得到了器件中的電荷載流子密度為1.8×1017，還估算出MEH-PPV的相對介電常數(shù)等于3.6。 結(jié)合交流阻抗譜方法研究了摻雜DCJTB對器件ITO/PVK：DCJTB/Al的電學(xué)特性和器件穩(wěn)定性的影響，認(rèn)為DCJTB在PVK中作為陷阱存在，降低了器件的

4、電流，但是增加了電子和空穴的復(fù)合效率，從而增強(qiáng)了器件的發(fā)光，而且摻雜DCJTB以后器件的穩(wěn)定性有了很大的增加。 二、有機(jī)無機(jī)復(fù)合器件的研究。利用交流阻抗譜方法研究了有機(jī)無機(jī)復(fù)合器件ITO/MEH-PPV/ZnS/Al，討論了無機(jī)材料ZnS增強(qiáng)有機(jī)電致發(fā)光的發(fā)射的機(jī)理。無機(jī)材料ZnS的加入，促進(jìn)了電子的注入，減小了電極猝滅；同時由于ZnS的電子遷移率遠(yuǎn)大于MEH-PPV的空穴遷移率，ZnS層可以提供足夠多的電子。 結(jié)合交流

5、阻抗譜方法討論了LiF修飾層提高器件的亮度、效率的機(jī)理，在LiF層和有機(jī)層界面形成了一個偶極層，偶極層在界面處形成的電場減小了電子的注入勢壘，有效的增加了電子的注入，同時增強(qiáng)了器件的亮度和效率。 使用SiO2同時作為空穴緩沖層和電子阻擋層，提高了有機(jī)電致發(fā)光器件的效率。我們利用交流阻抗譜方法證明了器件中插入SiO2層以后，在有機(jī)層界面有更多的空穴積累，從而促進(jìn)了電子的注入。 三、結(jié)合交流阻抗譜技術(shù)研究了在正弦交流電壓驅(qū)動

6、下固態(tài)陰極射線發(fā)光器件和有機(jī)電致發(fā)光器件的性質(zhì)及其發(fā)光機(jī)理。 固態(tài)陰極射線發(fā)光器件ITO/SiO2/MEH-PPV/SiO2/Al在正弦交流電壓驅(qū)動下得到兩個發(fā)光峰，其中長波峰來自于MEH-PPV中的激子發(fā)光，符合分子理論，短波峰的藍(lán)光來自于激子被離化后的帶帶躍遷，符合能帶模型。這兩個發(fā)光是相互競爭的過程，短波峰的出現(xiàn)在激子離化以后，這說明分子理論和能帶模型并不矛盾，它們可以同時存在，它們的分水嶺是激子的離化。 然后，研

7、究了有機(jī)電致發(fā)光器件在交流電壓驅(qū)動下的發(fā)光機(jī)理。有機(jī)電致發(fā)光器件在交流電壓驅(qū)動下仍然是注入式發(fā)光，在交流電壓的正半周，電子和空穴分別從正向注入，器件的發(fā)光較強(qiáng)；在交流電壓的負(fù)半周，電子和空穴分別從反向注入，器件的發(fā)光較弱。但是相比直流驅(qū)動，器件的壽命得到了提高。 固態(tài)陰極射線發(fā)光器件和有機(jī)電致發(fā)光器件的交流阻抗譜的不同以及他們的發(fā)光強(qiáng)度對驅(qū)動電壓頻率的響應(yīng)不同，這些都說明了固態(tài)陰極射線發(fā)光和有機(jī)電致發(fā)光是兩種不同的發(fā)光機(jī)制。