有机薄膜晶体管及微腔顶发射有机发光器件的研究

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1、上海大学博士学位论文摘要有机薄膜晶体管(OTFT)和微腔顶发射有机发光器件是当前平板显示领域研究的两大热点。与无机薄膜晶体管相比，有机薄膜晶体管因其工艺简单，成本低廉，可大面积制备和与柔性衬底兼容而受到广泛关注。在有机电致发光器件(oLEDs)中引入光学微腔，可以改变有机电致发光器件的发光光谱，窄化光谱宽度，获得单色性好的发光，提高器件的发光效率。微腔顶发射有机发光器件与耵叮结合可以有效地解决底发射器件开口率低的问题，得到大面积的有源驱动显示。在本文的工作中，以这两种器件为研究对象，具体的研究内容如下：一．有机薄

2、膜晶体管研究方面，论文介绍了OTFT的结构和工作机理，分析了影响OTFT性能的主要因素，进而优化了相关工艺条件，研制得到了性能改善的OTFT器件，并研究了它们的相关特性。具体成果包括：。1．研究了复合绝缘层对器件的改进作用。首先以酞菁铜(CuPO为有源层材料，PMMA／Si02作为有机／无机双绝缘层，制备了结构为Si／Si02C280nm)／PMMA(50nm)／CuPc(40nm)／Au的器件，通过对比单层Si02绝缘层器件得出，在同样的栅极电压和漏极电压下，PMMA／Si02为绝缘层的OTFT器件载流子迁移率

3、提高了一倍，达到2．0x10。cm2Ns，同时漏电流降低了一个数量级，为2．4xi0～OA。然后介绍了SiOJSiNx／Si02复合绝缘层的制各工艺和电学性能的测试，研究了复合绝缘层厚度对器件性能的影响，随着厚度的增加，器件载流子迁移率降低，“关态"电流减小。2．研究了OTS修饰的OTFT器件的性能。首先介绍了OTS修饰si02的机理和步骤，然后通过实验结果对比和分析了OTS对器件性能的影响，得到修饰后的器件载流子迁移率为2．2xlO-3cmE／Vs，开关电流比为8x104，阈值电压为．8．1伏。得出以下的结论：

4、经过OTS修饰后器件的载流子迁移率有了明显地提高，开关电流比增大，阂值电压减小。然后研究了OTS修饰不同厚度的CuPc器件的输出特性，通过对比实验结果得到40rim的CuPe器件性能最好。3．研究了不同的电极材料对器件性能影响。首先论述了酞菁铜薄膜晶体管中电极功函数的匹配问题，在此基础上尝试用双层的电极来改善电荷注入效率，上海大学博士学位论文我们采用了在电极和有机半导体之间插入一层金属氧化物的方法，具体是在金属电极㈣)上加一层三氧化钼(M003)。实验中分别采用金(Au)、三氧化钼／铝(M003／越)和铝㈧)作为

5、电极材料，研究了酞菁铜薄膜晶体管中电极功函数的匹配和源漏电极对有机晶体管器件性能的影响。实验结果表明用三氧化钼／铝(M003／灿)复合电极时，降低了金属和有机半导体的注入势垒，增大了电荷隧穿几率，从而改善了有机晶体管的性质。二．微腔顶发射有机发光器件研究方面，论文介绍了微腔结构有机发光器件的工作机理，分析了影响微腔项发射有机发光器件性能的主要因素，进而研究了发光强度和半高宽与半透明阴极透射率之间的关系。通过调节ITO层的厚度来改变微腔的腔长，得到了红、蓝、绿三基色的发光光谱。具体成果包括：1．首先制备了ITO薄膜

6、调节层，然后制备了半透明金属复合阴极，复合阴极对可见光的透射率为30％左右。然后分别以TBADN：TBPe和Alq3为发光层，通过调节ITO的厚度，得到从蓝绿色到红色变化范围的发光；当ITO的厚度为155rim时，制备了高色饱和度的蓝色微腔顶发射器件，器件发光峰值为464nm，色坐标为(X_=o．141，y---o．049)。当ITO厚度为210rim时，器件发光峰值为536nm，半高宽为22rim，色坐标为(x．=0．229，y---o．729)，电流效率为1．77Cd／A。2．以多层结构AIq：DCJTB／T

7、BADN：TBPe／Alq：C545为白光发光层，通过调节ITO的厚度，实现了红、蓝、绿三基色发光的项发射微腔器件；当ITO的厚度分别为240nm、180nm、215rim时，器件发光峰值为603rim、475nm、538nm时，色坐标为()【=O．513，y=0．360)、(X．=0．133，y=0．201)和(X：o．335，y=0．567)，半高宽为70rim、30rim、48rim。关键词：有机薄膜晶体管，复合绝缘层，载流子迁移率，微腔结构，顶发射，半透明阴极Ⅱ上海大学博士学位论文AbstractOrga

8、nicthinfilltransistor(OⅡ哪andMicrocavitytopemittingorganiclightemittingdevicesarehighlightednowadaysintheresearchofflatpaneldisplay．Comparedwiththeinorganicthinfilmtransistors，OTFThaveattr