超声喷涂薄膜及其在有机电致发光器件中的应用研究

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1、分类号：TN3单位代码：10183研究生学号：2015511031密级：公开超声喷涂薄膜吉林大学及其在博士学位论文有机电致发光器件中刘士浩的应用研究刘士浩吉林大2018年6月学超声喷涂薄膜及其在有机电致发光器件中的应用研究Researchonultrasonicspraycoatingthinfilmsandtheirapplicationinorganiclight-emittingdevices作者姓名：刘士浩专业名称：微电子学与固体电子学研究方向：有机/量子点电致发光指导教师：谢文法教授学位类别：理学博士培养单位

2、：电子科学与工程学院论文答辩日期：2018年5月23日授予学位日期：年月日答辩委员会组成：姓名职称工作单位主席汤庆鑫教授东北师范大学委员曲松楠研究员中国科学院长春光学精密机械与物理研究所魏志鹏教授长春理工大学刘宇教授吉林大学郭文滨教授吉林大学未经本论文作者的书面授权，依法收存和保管本论文书面版本、电子版本的任何单位和个人，均不得对本论文的全部或部分内容进行任何形式的复制、修改、发行、出租、改编等有碍作者著作权的商业性使用（但纯学术性使用不在此限）。否则，应承担侵权的法律责任。吉林大学博士学位论文原创性声明本人郑重声明：

3、所呈交学位论文，是本人在指导教师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。学位论文作者签名：日期：年月日《中国优秀博硕士学位论文全文数据库》投稿声明研究生院：本人同意《中国优秀博硕士学位论文全文数据库》出版章程的内容，愿意将本人的学位论文委托研究生院向中国学术期刊（光盘版）电子杂志社的《中国优秀博硕士学位论文全文数据库》投稿，希望《

4、中国优秀博硕士学位论文全文数据库》给予出版，并同意在《中国博硕士学位论文评价数据库》和CNKI系列数据库中使用，同意按章程规定享受相关权益。论文级别：□硕士■博士学科专业：微电子学与固体电子学论文题目：超声喷涂薄膜及其在有机电致发光器件中的应用研究作者签名：指导教师签名：年月日作者联系地址（邮编）：吉林省长春市前进大街2699号吉林大学前卫南区，130012作者联系电话：15943015672摘要有机电致发光技术(OLED)在显示照明领域具有巨大的应用前景，但是较高的制造成本仍然制约着其进一步的发展。OLED产品成本结

5、构表明高成本主要是因为目前所常用的真空热蒸发沉积工艺需要复杂的设备以维持高真空度，并且对材料的利用率较低。不过，具有工艺简单、设备低廉、材料利用率极高等特点的超声喷涂技术为显著降低OLED制造成本提供了可能。目前，它在有机电致发光器件中的应用还鲜有报道，因此在本课题中我们基于超声喷涂技术开发并优化薄膜制备工艺，探究了该技术实现OLED器件的可行性。根据参考文献及实验摸索，基于超声喷涂技术我们设计了薄膜制备工艺，主要包括：溶液雾化、液滴聚合成膜、溶剂挥发及固体薄膜形成等四个过程，其中连续液膜的形成以及在溶剂挥发过程中使其

6、保持均匀分布是实现高品质薄膜的关键条件。在光电器件中，聚3，4-乙烯二氧噻吩/聚苯乙烯磺酸盐(PEDOT:PSS)常被用来改善铟锡氧化物(ITO)透明电极的界面特性。PEDOT:PSS溶液通常为水溶液而水溶液在ITO衬底表面润湿性较差，难以形成均匀液膜。因此，采用PEDOT:PSS水溶液无法实现超声喷涂PEDOT:PSS薄膜的制备。为了改善PEDOT:PSS溶液在ITO衬底表面的润湿性，我们引入了低表面张力、低沸点的甲醇溶剂对PEDOT:PSS溶液进行了改性。改性的溶液在衬底表面可以迅速摊开形成均匀液膜，并且待溶剂快速

7、挥发后形成固态薄膜。所制备的超声喷涂PEDOT:PSS薄膜的均方根表面粗糙度(RMS)仅为2.75nm，完全可以媲美于旋凃PEDOT:PSS薄膜。此外，由于甲醇的存在，超声喷涂PEDOT:PSS薄膜存在明显的相分离现象，使其导电性得到显著提高。将超声喷涂PEDOT:PSS薄膜应用于OLED器件作为阳极修饰层，器件在电流密度、亮度及效率滚降等性能上能够得到了一定改善。由于有机小分子材料的溶液所具有的黏性通常较低，不适合采用旋涂涂布工艺进行薄膜制备。作为一种兼容于低粘性溶液的液相沉积工艺，超声喷涂技术可以有效地解决这个问题

8、。为了验证超声喷涂工艺制备有机小分子薄膜的可行性，我们采用可完全润湿于PEDOT:PSS衬底的4,4',4'-三(咔唑-9-基)三苯胺(TCTA)甲苯溶液成功制备了超声喷涂有机小分子薄膜。超声喷涂TCTA薄膜在微观尺度上表现出优于真空蒸镀薄膜的表面形貌，证实了湿法沉积工艺在有机小分子薄膜成I膜机制上的优势。此外，我们提出采用不同频