有机电致发光器件结构优化设计研究

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1、太原理工大学硕士研究生学位论文有机电致发光器件结构优化设计研究摘要有机电致发光器件(OLED)具有低压直流驱动、主动发光、色彩丰富、视角宽、重量轻、能耗低以及响应速度快等诸多优点，被认为是新一代平板显示器的有力竞争者，其在照明光源和光电耦合器领域也具有诱人前景。经过二十多年的研究，有机电致发光技术得到了长足发展，产品化EL显示器件不断出现，然而由于部分关键问题未能得到解决，致使现有器件寿命短、效率低。目前，提升器件效率主要有两方面的工作在做：提高材料效率；改进器件制备工艺，设计新型结构器件。本文从改进器件结构这一研究方向出发，设计了两套实验方案：1.借鉴已有关于LiF等绝缘材料对

2、OLED性能影响的研究，在器件设计中引入MgF2，系统研究了MgF2插层位置、插层厚度变化对器件性能的影响。首先利用MgF2修饰阴极，制作了器件结构为ITO/NPB/Alq3/MgF2/Al，MgF2厚度分别为0.5nm、0.8nm、1.0nm的一组EL器件，研究发现：MgF2厚度的改变对器件性能有很大影响，MgF2厚度为0.8nm的器件与其他两个2器件相比，性能最优，器件启亮电压降低到2.1V，最大亮度达到1682cd/m，电流效率和流明效率分别为1.14cd/A、1.48lm/W；其次我们将MgF2穿插在空穴传输层NPB中，制作了器件结构为ITO/NPB(10nm)/MgF2

3、(0nm、0.5nm、1.0nm、1.5nm)/NPB(20nm)/Alq3(30nm)/Al(30nm)的一组器件，测试结果表明：合适厚度的MgF2可有效降低器件启亮电压，提高器件效率。本实验中MgF2厚度0.5nm的器件启亮电压只有2.3V，较未穿插MgF2器件降低2V；I太原理工大学硕士研究生学位论文MgF2厚度1.0nm的器件最大电流效率达到0.86cd/A，最大流明效率达到0.52lm/W，较未穿插MgF2器件分别提高43%和174%。2.从降低启亮电压、稳定器件性能的目的出发，设计了一种界面交互穿插结构器件。新器件将功能层间平直形界面设计为矩形凹凸穿插状，提高了电子注

4、入、传输效率，实现了器件性能提升。实验系统研究了界面交互穿插数目、厚度对器件性能的影响，得出结论：随着交互穿插数目的增加，器件启亮电压降低、发光效率提高，同时，穿插厚度的变化对器件性能有很大影响。所制备器件中，交互穿插厚度7nm、穿插数目3的器件性能最优，启亮电压较普通结构器件降低1V，最大电流效率提高34%，且稳定性显著提高。关键词：有机电致发光器件，结构优化，氟化镁，界面交互穿插II太原理工大学硕士研究生学位论文STUDYONSTRUCTUREOPTIMIZATIONOFORGANICLIGHT-EMITTINGDEVICESABSTRACTOrganiclight-emit

5、tingdevice(OLED)isaveryattractivecandidateasthenextgenerationflatpaneldisplays(FPD).ThetechnologyexhibitsbrightprospectinphotoelectricityfiledowingtoitsadvantagesoflowDCdrivevoltage,activeluminescence,fullcolor,lowpowerconsumptionandfastresponse.Aftermorethantwentyyearsofstudies,Organiclight-

6、emittingdiodetechnologyhasbeendevelopedbyleapsandbounds,theproductofELdisplaydevicesemergecontinually.However,someofthekeyissuescannotberesolved,sothatOLEDsstillhaveashortlifeandlowefficiency.Atpresent,enhancingtheefficiencyofdevicehastwomainaspectsofworktodo:improvethematerialefficiency;impr

7、ovepreparationprocessanddesignnewstructureofthedevice.Twosetsofprogramstooptimizedeviceperformanceweredesignedinthispaper:1.BasedontheresearchofLiF,MgF2wasinsertedinthedevice.TheinfluenceofthelocationandthicknessoftheMgF2layerondeviceperforma