有机发光二极管的电荷平衡机理研究

【摘要】有机发光二极管(OLED)具有高亮度、广视角、高效率、可制作大尺寸与可挠曲的面板及制作过程简易等优点,已经成为国内外非常热门的新兴平板显示器产品。影响OLED组件发光效率的一个最重要的因素是电子和空穴的再结合率,即发光层中电子和空穴是否平衡。在常见的OLED组件中,空穴在发光层中的量比电子在发光层的量多,发光层中电荷不平衡而导致较低的器件效率。因此,提高发光层中的电荷平衡度可以增加发光层中电荷的复合度,明显的改善器件的性能,以满足实际应用需求。目前来说,提高电荷平衡的方法主要有增加电荷注入层、改善电荷传输材料、改善组件结构三种。本论文主要通过改善电荷注入来提高发光器件的性能。首先,本文基于p-i-nOLED的器件结构,通过系统的改变p型和n型的掺杂浓度来研究荧光和磷光器件中电荷平衡对发光效率和功率效率的影响。研究得出,n型掺杂可以提高发光层中的电荷平衡度从而提高效率；p型掺杂反而会降低发光层中的电荷平衡度,器件的效率也会明显降低。另外,两种掺杂都可以提高传输层的电导率和电荷注入,电压会显著降低,但是通过两种掺杂浓度的调控来调控器件电压和发光效率,从而得到最优的功率效率。另外,本论文还讨论了改变倒置OLED组件中的电子修饰层来研究发光层中电荷平衡问题。采用溶液法制备的氧化铝溶液来修饰ITO充当电子注入层,可以降低电子注入势垒,大幅度的提高电子注入,提高电荷平衡来优化器件性能。此外,在ITO上蒸镀一层薄铝同样可以提高电子注入,增加器件中的电荷复合率,提高器件的效率。两种基于不同制备方法的电子修饰层,都可以明显改善倒置器件中的电荷平衡,可以取得比正置器件更优的器件性能。本论文的研究工作证实了优化发光器件中的电荷平衡问题可以提高器件的效率,为得到高效率、低电压的有机发光器件提供了改进方法。
【作者】王欣欣；
【导师】王穗东；
【作者基本信息】苏州大学，凝聚态物理，2014，硕士
【关键词】有机发光二极管；电荷平衡；发光效率；p-i-n；掺杂；倒置结构；

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