新叠层有机发光器件研究

曲大龙

（吉林工程技术师范学院 信息学院，吉林 长春 130052）

新叠层有机发光器件研究

曲大龙

（吉林工程技术师范学院 信息学院，吉林 长春 130052）

文章设计并制备了以 Bphen：LiF/TCTA：Mo Ox作为电荷产生单元的叠层白光有机电致发光器件。这个电荷产生单元有着优良的电学和光学性能，可以允许电子和空穴注入到相应的发光层中。

OLED；叠层结构；白光器件

现代社会飞速发展，对发光和显示器件的需求越来越多，对其性能的要求越来越高。有机电致发光器件由于具有重量轻、高亮度、视角广、响应速度快、主动发光、能实现全色显示和柔性显示等众多优点在新一代显示和照明领域有着巨大的作用。经过多年的发展，该类器件已从实验研究逐步转变为产品开发的阶段。为适应其工业化生产的要求，需在器件的效率和寿命等方面做进一步改善。叠层有机电致发光器件具有在较低的电流密度下实现高亮度和高效率的特征，是对上述要求的解决方法之一。而高效的电荷产生单元是实现高性能叠层有机电致发光器件的关键之一。本课题组着重研究了基于新型电荷产生单元的高效叠层白光有机电致发光器件。与传统 OLED结构相比，叠层OLED是指通过电荷产生单元（Charge Generation Unit，CGU）的结构将OLED发光单元连接起来的OLED。OLED的发光过程是载流子的注入、传输及激子复合发光的过程，在叠层OLED中，由于电荷产生单元的作用，注入的一对空穴——电子可以形成两对或多对激子，因此，相比于传统的OLED，叠层OLED能够获得更高的发光亮度和效率，这就使叠层OLED往往在较低的电流密度下便可获得实用化的亮度和效率。众所周知，在过量电流密度下产生的热损坏会导致OLED的老化。叠层OLED能提高其稳定与寿命的性能。此外，叠层OLED中有两个或多个OLED单元，因此可以非常容易地通过不同颜色的发光单元（红、绿、蓝三基色光）实现白光发射。由于白光OLED在全色显示以及固态照明等方面的巨大潜力，结合叠层OLED高效率长寿命的优势，叠层白光OLED将极具竞争优势。

1 实验

氧化铟锡（ITO）因具有较高的电导率、较好的化学稳定性、对可见光透过率高等优点，故目前绝大多数底发射OLED均选用ITO作为阳极材料。ITO与有机材料的界面接触特性对器件性能影响很大，因此在制备OLED之前需要对ITO进行表面处理。本实验采用的是商业生产的ITO玻璃，ITO薄膜厚约150nm，方块电阻为10Ω，基底玻璃厚度0.55mm，使用前ITO被腐蚀成25mm×5mm的矩形条状。ITO玻璃具体处理步骤如下：首先用丙酮和乙醇棉球反复擦拭ITO玻璃，直至表面无灰尘、颗粒、油腻等污渍，接着用大量去离子水冲洗去除玻璃表面的有机溶剂，然后再用压缩空气将ITO玻璃表面吹干，放置到温度为150℃的烘箱中烘烤10min，之后转移到氧等离子体处理室进行表面处理，用于提高ITO的功函数，降低空穴的注入势垒。最后将处理好的ITO玻璃放入有机真空室，准备下一步的实验。为了初步了解电荷产生单元（CGU）对叠层器件性能的影响，首先制备了一组由蓝光、黄光互补色磷光发光单元组成的叠层白光器件，器件中采用不同的电荷产生单元将这两个发光单元“连接”起来。如图1所示，器件A1中CGU为Bphen:Li F/TCTA:MoOx；器件A2中CGU仅有p型掺杂层TCTA:MoOx；器件A3中CGU仅有n型掺杂层Bphen: LiF；器件A4仅将两个发光单元堆叠起来，并没有CGU。蓝光磷光发光单元中m-MTDATA作为空穴传输层，Ir（ppz）3作为电子/激子阻挡层，而发光层则采用母体材料MCP中掺入体积分数为10%的蓝光染料FIrpic，Bphen作为电子传输层。而黄光磷光发光单元，则由空穴传输层TCTA，电子/激子阻挡层 Ir（ppz）3发光层 CBP:PO-01，电子传输层Bphen组成。器件A1，采用Bphen：LiF/m-MTDATA：MoOx作为电荷产生单元，有两个主发光峰，这来自于EL-B1和EL-Y1发光单元的发光。相对地，器件A2中仅仅有来自EL-Y1单元的发光，器件A3的发光较弱。值得指出的是，含有p型掺杂层m-MTDATA：MoOx的器件（器件A1和A2）中，黄光发光单元（EL-Y1）的发光很强，这表明m-MTDATA:MoOx层对电荷的产生过程起着重要的作用，同时由电荷产生单元产生的空穴可以比较容易到注入到EL-Y1单元中。然后由于缺少n型掺杂层Bphen:LiF，电子不能有效地注入到EL-B1单元中，所以在器件A2中仅观察到EL-Y1单元的发光。缺少有效的电荷产生与分离单元，器件A3和A4的发光很弱，这结果可能是由于电子被束缚在EL-Y1单元中，同时当空穴在EL-B1中传输时被捕获这一原因导致的。

图1

2 结语

笔者设计并制备了以Bphen：LiF/TCTA:MoOx作为电荷产生单元的叠层白光有机电致发光器件。这个电荷产生单元有着优良的电学和光学性能，可以允许电子和空穴注入到相应的发光层中。更重要的是，电荷生成单元中所采用的掺杂剂在空气中是稳定的，这就避免了通常所报道的电荷产生单元中处理活泼金属的复杂问题，只需要通过简单的热蒸发的方式制备。

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吉林工程技术师范学院校科研发展基金（X2016031）支持。

曲大龙（1976-），男，硕士研究生，讲师，主要研究方向：微电子学与固体电子学。