第三章 单一白光层掺杂型oled器件的制备及性能分析

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1、天津理工大学2008届本科毕业论文第三章单一白光层掺杂型OLED器件的制备及性能分析3.1OLED器件的制备工艺有机电致发光器件的制作工艺实际上是薄膜工艺和表面处理技术[18,19],本实验室制备WOLED器件的基本步骤分为以下几步：衬底处理发光层空穴传输层电子传输层层金属电极沉积测试图3.1有机电致发光器件制作工艺流程Fig.3.1FabricationprocessofOLEDs（1）基片刻蚀在有机电致发光器件中，大多采用覆盖氧化铟锡(ITO)薄膜的透明导电玻璃作为器件的阳极。本实验所用的玻

2、璃基片上的ITO采用磁控溅射成膜，ITO膜的厚度为50nm，薄层电阻约为30Ω/口(购自深圳南玻)。实验中先在ITO薄膜覆盖的玻璃基片上用透明胶带对基片进行掩膜，将透明胶带刻成3mm宽的条形小单元，以锌粉覆盖整个基片。稀盐酸与锌粉反应并对ITO进行腐蚀，经大量清水冲洗后，揭去胶带便得到了所需要的ITO图形。（2）基片的清洗将刻蚀好的ITO基片首先用洗洁净或ITO清洗液进行擦洗，直到将玻璃片浸入水中提起时，水迅速成薄膜状滑下且无水珠凝结，表示表面已基本干净。将上述基片放在去离子水中超声清洗，然后依

3、次用丙酮、异丙醇分别进行超声清洗。以上超声清洗过程，每次均在10分钟以上，最后将洗好的基片放在红外干燥箱中烘干，立即放入真空镀膜室中。某些情况下为了提高ITO膜表面的功函数，降低与相邻有机薄膜层之间的空穴注入势垒，增强层间的附着力并除去ITO表面的污染，可以采用一些途径对ITO膜表面进行清洁处理，其中包括低压等离子体处理，紫外臭氧处理等[20，21，22]。目前来看，最有效的方法是低压氧等离子体处理。（3）有机功能层的成膜有机层的成膜是电致发光器件制备的关键。实验中，对于小分子材料采用传统的真空

4、热蒸发镀膜，我们采用的蒸镀设备（集成惰性气体纯化仪）为BOCEdwardsAuto-500ThermalEvaporationCoatingSystemwithM.Braun20GGloveBox，蒸镀沉积条件为：真空度<2×10-4Pa，蒸发时间视不同的发光材料及厚度而定，一般的遵循规律为现在较低温度下对材料进行预热，然后升高到蒸镀温度，蒸镀成膜。对于聚合物材料采用旋转涂覆(spincoating)工艺成膜。29天津理工大学2008届本科毕业论文（4）电极制备当各有机功能层成膜完毕后，接着就进

5、行阴极的制备。一般来说，为了提高电子的注入效率，要求选用功函数尽可能低的金属材料做阴极，如Mg:Ag、Ca、LiF/Al等。但是低功函数的金属化学性质活泼，它们在空气中易于被氧化，对器件的稳定性不利。从金属膜的稳定性和工艺方面的因素考虑，本实验采用Mg:Ag合金做阴极，其制备也采取真空蒸镀法成膜，蒸发条件与小分子材料成膜条件相同。在后面的实验中部分器件中也有采用LiF/Al来作为阴极。（5）器件的封装我们采用的蒸镀设备是与惰性气体纯化仪(德制充氩手套箱)联体的，整个蒸镀腔室是被高纯Ar气保护。器

6、件在惰性气体保护下进行封装测试。通常的封装方式为选用环氧树脂点胶后紫外固化封装，我们这里采用一种特殊的A、B胶对器件进行封装，省略了紫外固化的过程。同时避免了紫外光对器件有机层的破坏。3.2颜色互补型白光OLED器件的制备及性能研究3.2.1荧光染料的掺杂机制激发态回到基态有几种失活的途径，包括辐射跃迁、化学反应、热振动等，只有辐射跃迁回到基态的过程才能产生发光。荧光是激发单重态分子失活到基态释放出的辐射能量，磷光是激发三重态失活到基态所释放的辐射能量。由于有机电致发光的材料大多数是荧光材料，被

7、电子和空穴复合而激发的三重态都以非辐射跃迁的方式失活，所以器件的内量子效率在理论上的极限为25%，这极大地限制了器件的外量子效率。因此要充分利用激发的三重态发光，减少非辐射跃迁的几率。具体的做法是将高效荧光染料或磷光染料掺杂在主体材料中，通过激子将能量从主体传递到染料中心，使染料发光，从而达到提高发高效率的目的。为此我们考虑将红荧烯Rubrene掺杂到Zn(BTZ)2中，因为红荧烯Rubrene是一种常用的高效橙红色荧光色染料，也是一种用于OLED的很好染料，它的发射峰在562nm。一般认为具有

8、芳香稠环的分子结构稳定性较好，Rubrene即具有芳香稠环分子结构(如图3.2.1)，并且具有相对高的荧光量子效率(溶液中接近100%)。它可以掺杂在电子传输性材料中，也可以掺杂在空穴传输性材料中。同时由于Rubrene是一种单氧淬灭剂，它能有效地俘获薄膜中的氧而提高掺杂层的抗氧化能力，根据sato等人[23]的研究表明，Rubrene的掺杂能改善掺杂膜的结构，提高膜的稳定性，阻碍器件存储过程中黑斑的形成。而且Rubrene还能够抑制母体Zn(BTZ)2的微晶化和聚集，使得母体可以提供更多的载流