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1、有机电致发光器件OLED空穴传输层的研究物理与电子工程学院 物理学(师范)专业2009级李**指导教师王**摘要：用N,N′-bis-(1-naphthy1)-N,N′-bipheny1,1′-bipheny1-4,4′-diamine(NPB)作为空穴传输层材料，并在NPB中分别掺杂MgF2、poly(N-vinylcarbazole)PVK、、SrF2、F4-TCNQ来研究其对器件性能的影响。关键词：有机电致发光器件；空穴传输层；器件性能Abstract:UsingN,N′-bis-(1-Naphthy1)-N,N′-bipheny1,1′-bipheny1-
2、4,4′-diamine(NPB)astheholetransportlayermaterial,andrespectivelydopedwithMgF2,polyinNPB(N-vinylcarbazole)PVK,,SrF2andF4-TCNQtostudytheireffectonthedeviceperformance.Keywords:organiclight-emittingdiodes;holetransportlayer;deviceperformance1引言近年来，随着对电子显示屏要求越来越高，OLED的研究越来越受到科学界和研究人员的广泛重视
3、，它具有节能、环保、可卷曲、轻薄和驱动电压低等诸多优点，因此受到业界人士的关注，全球已经有100多家的研究单位和企业投入到OLED的研发和生产中，包括目前市场上的显示巨头，如三星，LG，飞利浦，索尼等公司,整体上讲，OLED的产业化目前已经开始，其中单色，多色和彩色器件已经达到批量生产水平，大尺寸全彩色器件目前尚处在研究开发阶段[1]。有机电致发光器件OLED又称有机发光二极管（organiclightemittingdiode，简称“OLED”）属载流子双注入型发光器件，其发光机理为：在外界电场的驱动下，电子和空穴分别由阴极和阳极注入到有机层中，第11页(共11
4、页)通过传输层迁移到发光层中形成激子,激子将能量传递给有机分子,使其分子中的电子跃迁回到基态并发光[2]。阴极电子注入层透明阳极空穴注入层空穴传输层发光层电子传输层图1OLED器件结构图图2NPB由于空穴传输材料的空穴迁移率普遍高于电子传输材料的电子迁移率；同时，阳极材料属于比较稳定的高功函数，选材范围更广，而且目前对阳极界面的处理工艺相对更成熟，因此空穴注入普遍要比电子注入更加容易。以上因素决定了有机发光器件中空穴占多数载流子的不平衡状态，这种不平衡必将影响器件的光电特性，为了达到空穴和电子平衡，使激子的复合率更高本文采用N,N′-bis-(1-naphthy1
5、)-N,N′-bipheny1,1′-bipheny1-4,4′-diamine(NPB)作为空穴传输层材料，并在NPB中分别掺杂MgF2、poly(N-vinylcarbazole)PVK、第11页(共11页)、SrF2、F4-TCNQ来研究其对器件的性能的影响[3]。2在NPB中参杂MgF2经过多年的研发,OLED得到了很大的发展,但是器件的启亮电压偏高,发光效率较低的关键问题还需要解决,OLED属于注入式发光器件,在电压的驱动下,空穴和电子分别从正电极和负电极注入到发光层,然后复合形成激子使发光分子激发,后者经过辐射后发出可见光,为了提高器件的发光效率,必须
6、提高正负载流子的复合几率,这就要求向空穴注入层注入地空穴和电子注入层注入的数目相当,空穴和电子在发光层中的传输相平衡[2,3],传统的OLED是汉堡式结构ITO/NPB//Al,由于电子的注入势垒大于空穴的注入势垒,而且N，N′-bis-(1-Naphthy1)–N，N′-bipheny1，1′-bipheny1-4，4′-diamine(NPB)的空穴传输性能要比的电子传输性能强,导致空穴和电子的注入、传输不平衡,因而导致器件的发光效率偏低。此次试验以传统的OLED是汉堡式结构ITO/NPB//Al为基础,通过在器件的空穴传输层NPB层中分别嵌入厚度为0.0、0
7、.5、1.0、1.5nm的MgF2超薄层,通过实验数据得知:MgF2为0.5nm时,启亮电压与没有嵌入MgF2时相比明显降低,随着嵌入层厚度的增加,器件启亮电压逐渐提高.当嵌入层为1.5nm时低于普通器件。第11页(共11页)图3器件的发光效率与电压特性曲线MgF2的嵌入提高了器件电流效率,合适厚度MgF2的嵌入可有效阻挡多余空穴注入且器件光功率效率性能也得到了显著改善[4]。MgF2的嵌入平衡了发光层中载流子浓度,减少了激子的浓度猝灭,从而对于载流子在有机层数目的平衡起到了有效的作用,提高了空穴和电子的复合几率,降低了器件的启亮电压,提高了器件发光效率。3PVK
8、和NPB混
