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太原理工大学硕士学位论文有机电致发光器件的制备工艺研究及器件结构优化姓名：高志翔申请学位级别：硕士专业：物理电子学指导教师：郝玉英20070501有机电致发光器件的制备工艺研究及器件结构优化作者：高志翔学位授予单位：太原理工大学相似文献(10条)1.学位论文王军有机电致发光器件制备工艺与高效磷光器件性能的研究2008与液晶显示、无机发光二极管或等离子体显示技术相比，有机发光二极管(organiclight-emittingdiodes,OLED)亦称有机电致发光器件(organicelectroluminescencedevices,OELD)，具有自发光、响应快、全固态、制备工艺简单、高效率、宽视角、超薄、耐高低温、柔性等优点，可用作信息显示和照明的终端，被誉为最理想和潜力的下一代显示技术。但目前工艺不成熟导致器件制造成本较高，高性能发光材料缺乏导致器件性能待提高，发光和衰减机理认识不充分导致器件结构改善缺乏指导，这大大影响了OLED器件的产业化步伐，针对上述问题，本论文在高分辨率无源矩阵(passivematrix)器件的关键制备技术、开发新的高效磷光材料及器件性能优化、改善有机器件结构方面进行了一系列的探索性和创新性的工作，具体包括：1．直流磁控溅射系统制备用于OLED的低阻高透的氧化铟锡(ITO)薄膜，考查溅射压强、氩氧比例、退火温度、退火时间、靶基距离、溅射功率、沉积温度、退火氛围八个因素对ITO薄膜性能影响。用正交试验方法安排试验大大提高实验的效率。采用了方阻、透过率、XRD、SEM、AFM、均匀性等参数对ITO薄膜进行了详细的表征。制备ITO薄膜的优化工艺参数：溅射压强为2mTorr、氩氧比例为16:0.5、退火温度为427℃、基板与靶材距离为15、退火时间为lh、溅射功率为300W、退火氛围为真空、沉积温度为127℃。制备出的ITO薄膜方阻达到17Ω/□，在可见光区域的平均透过率为86.13％。2．光刻制备了用于高分辨率(1.8英寸，128×3×160个像素)无源矩阵驱动OLED的多层基板图案。设计和加工了四层光掩膜图案，包括铬层、ITO层、绝缘层和隔离层图案。铬层图案和ITO层图案通过普通光刻工艺流程(匀胶、前烘、曝光、显影、坚膜、腐蚀、去胶)完成。绝缘层材料使用ZKPI-305聚酰亚胺，显影出图案后需进行亚胺化过程。隔离层图案采用负性光敏聚酰亚胺ZKPI-530和正性AZ5214光刻胶两种方法实现。其中正胶试验采用图形反转工艺实现了断面呈现上宽下窄的倒梯形形状，符合自动隔离金属的要求。提出用双条隔离器来取代常用的单条隔离器，降低隔离器的制备难度，提高制备OLED的良品率。3．提出用线形蒸发源(线源)替代当前有机材料蒸发的点蒸发源，对相对基板静止线源和相对基板运动线源的蒸发膜厚进行数学计算，线源蒸镀薄膜的材料的利用率大大提高，膜厚度均匀性比点源有所改善。设计了线形蒸发源装置，此装置具有提高镀膜材料的有效利用率、增加蒸发速度和成膜均匀性、可实现多种材料的均匀掺杂等优点。4．合成了一种新型发出绿光的磷光材料(tpbi)2Ir(acac)并对其进行了表征，将材料用于小分子和高分子OLED器件制备。小分子器件结构为：ITO/CuPc/NPB/CBP:(tpbi)2Ir(acac)/BCP/Alq/LiF:Al，器件约4.4V启亮，最高亮度为13500cd/m2，功率效率达12lm/W，电流效率最高为22.9cd/A，在5～40V电压范围内稳定性良好，并且器件在低压下I-V特性符合热电子发射模型。制备的聚合物器件结构为：ITO/PEDOT:PSS/PVK/PFO+30wt％PBD:(tpbi)2Ir(acac)/Ba:Al，最高发光亮度为7841cd/m2，电流效率最高为9.95cd/A，器件发出稳定的绿光。5．合成了一种新型发出黄光的磷光材料(t-bt)2Ir(acac)并对其进行了表征，将(t-bt)2Ir(acac)掺杂在CBP主体材料中，制备了4层有机层结构的磷光器件。器件的电压-电流特性随外加电压的增大，依次经过了欧姆电导区、陷阱电荷限制区和空间电荷限制区，电流机制与理论相符。质量掺杂浓度为5％的器件最高效率为9.3lm/W，8％浓度掺杂的器件亮度最高为14360cd/m2。制备的非掺杂结构器件具有低的效率衰减特性。用NPB作为主体材料制备了超低启亮电压的磷光器件，器件在2.5v启亮，在3.25V时器件亮度达到100cd/m2，4.3V时器件亮度为1000cd/m2，6.8v时亮度为10000cd/m2，掺杂材料的直接载流子捕获和主体材料的单电荷传输性是器件启亮电压降低的原因。6．采用蓝光荧光材料NPB结合发出黄光的磷光材料(t-bt)2Ir(acac)制备白光OLED器件，结构为：ITO/NPB/CBP:(t-bt)2Ir(acac)/蓝色发光层/BCP/Alq/LiF:Al。所作白光器件最高亮度为7430ed/m2，最高功率效率为9.93lm/W，色坐标为(0.34,0.33)，接近理想白光点。用蓝光材料GDI691代替NPB材料，器件最高亮度达到了15460cd/m2，功率效率最高为8.06lm/W。器件在宽电压范围5～12V(亮度167～8150cd/m2)的发光光谱较稳定，色坐标始终处于CIE1931色坐标图的白光范围内。2.期刊论文刘红梅.郑才俊.何鉴.张晓宏.LIUHong-mei.ZHENGCai-jun.HEJian.ZHANGXiao-hong高效溶液法小分子磷光电致发光器件研究-影像科学与光化学2008,26(1)以小分子化合物CDBP[4,4'-bis(carbazol-9-yl)-9,9-dimethyl-fluorene]为主体材料,Ir(pppy)3[tris(5-phenyl-10,10-dimethyl-4-aza-tricycloundeca-2,4,6-triene)Iridium(Ⅲ)]为磷光客体材料,采用溶液法和真空蒸镀法相结合的制备工艺,制作了小分子磷光电致发光器件.研究表明,通过器件结构的优化,Ir(pppy)3(重量百分比为2)掺杂的多层绿光电致发光器件效率达22.0cd/A,最大亮度达到26600cd/m2,这一结果可与当今基于真空蒸镀的小分子或基于溶液法的高分子磷光电致发光器件性能相媲美.本工作为降低有机电致发光器件的成本,扩展溶液法有机电致发光器件制备工艺中材料的选择范围提供了实验依据.3.学位论文吴彩云有机电致发光器件:ITO/TPD/Aiq,3/Al的制备工艺及性能研究2001使用真空蒸发沉积技术和直流辉光等离子体辅助反应蒸发沉积技术制备了四层结构的有机电致发光器件:ITO/TPD/Aiq,3/Al,对制得的器件进行了电学和光学性能的测试.在实验过程中,详细地研究了有机层厚度对器件的电学性能和光学性能的影响.同时测试了有机层膜的电阻率参数,研究了有机层能级结构和分布等这些物理量与器件的电学性能和光学性能间的关系.4.学位论文高婷有机电致发光器件的制备工艺及性能研究2005本论文介绍了有机电致发光器件(organiclight-emittingdevice,简称OLED)的特点、历史、动态；着重论述了与有机EL相关的光物理和化学原理以及有机EL器件的原理；使用真空蒸发沉积技术制备了单层、双层器件，对器件的性能参数进行了测试、分析和对比，并对特性曲线的成因进行了理论解释。 研究结果表明，双层结构器件ITO/NPB/Alq3/Mg：Ag的各性能指标明显优于单层器件ITO/Alq3/Mg：Ag，因为前者有更好的载流子迁移率匹配以及能带匹配，因此平衡了复合的载流子数目，并且能将复合区有效控制在发光层内部，有效避免了表面的大量缺陷以及电极的猝灭效应，提高了载流子的复合效率，从而提高了器件的发光性能。5.学位论文陈昊瑜新型有机光电器件的研究2005信息技术的飞速发展，对信息显示技术提出越来越高的要求。色彩丰富、低能耗、绿色环保、轻便甚至可卷曲的显示屏成为人们追求的目标。有机发光二极管(OLED)作为有机光电器件中的代表，是新一代的平板显示器件，因其主动发光和宽视角、低压驱动和高效发光、颜色丰富和响应速度快、轻便和成本低廉、可制成柔性屏等优点，正迎合了这些要求。有机光电器件是一个涉及到化学、物理、材料学和电子等多学科的领域，这需要人们从材料的设计和合成、器件的制备工艺、光电性能测试、老化性能的测试等多方面去研究。本文从以下几方面研究有机光电器件。首先，讨论了被动驱动OLED矩阵屏的制造工艺以及其老化性能的测试，结合工艺过程推论老化机理；其次，结合传统的有机发光二极管和有机太阳能电池，制成了带有开关特性的有机光电混合器件；最后，制作了一种高效率发光的红色有机磷光器件，提出了“激子水库的理论模型”。(1)介绍了102x64的被动驱动OLED矩阵屏的制造工艺，其像素结构为ITO(120nm)/CuPc(12nm)/NPB(50nm)/Alq:C545(30nm)/Alq(30nm)/LiF(1nm)/Al(200nm)。对其做了对应500cd/m2的恒电流加速老化实验，测试了老化前后光电性能，拍摄了老化前后像素照片。得出发光材料的分解、有机层从电极界面剥离以及封装失效引起的O2、H2O的渗入是老化的原因。(2)向传统的OLED中加入光电转换层，得到了带有光电开关特性的器件。器件机构为：ITO/NPB(40nm)/Alq3(35nm)/CuPc(15nm)/C60(15nm)/NPB(40nm)/Alq3(35nm)/LiF(1nm/Al(200nm)。在电压上升和下降过程中，同一电压下有不同的电流密度值和亮度值。改变器件的材料和结构，得到了电学开关性能更明显的优化器件，但是发光被猝灭了。(3)采用金属Ir的化合物Ir(C6)2(acac)，敏化红色荧光掺杂剂DCJTB，实现了高效率的红色OLED。在不同亮度下(1cd/m2到20000cd/m2)，保持了13.8(±1)cd/A的高电流效率。CIE色坐标为x=0.60，y=0.37。器件结构为：ITO/4，4'，4”-tris(N-(2-Naphthyl)-N-phenyl-amino)triphenylamine(T-NATA)(40nm)/N，N'-bis(1-naphthyl)-N，N'-diphenyl-1，1'-biphenyl-4,4'diamine(NPB)(40nm)/Alq3:Ir(C6)2(acac)(0.3％):DCJTB(0.7％)(40nm)/Alq3(40nm)/LiF(1nm)All(120nm)。提出了“激子水库”模型来解释器件的高电流效率。最后，本文提出了结论以及致谢。6.期刊论文张新稳.吴朝新.任兆玉.侯洵.ZHANGXin-wen.WUZhao-xin.RENZhao-yu.HOUXun有机电致发光器件中有机薄膜的制备方法-现代显示2007,(4)有机电致发光器件中有机薄膜的制备方法非常重要,不同方法制备的薄膜质量不同,这直接影响着器件的效率;制备方法直接影响到产业化中的器件制备成本.根据材料的不同,有机小分子常用真空蒸镀的方法,而高分子材料常用旋涂的方法制备薄膜.随着有机电致发光器件制备工艺的发展,相继出现了其他的制备工艺,如:有机蒸汽喷印(organicvaporjetprinting)、有机气相沉积(organicvaporphasedeposition)、丝网印刷(screenprinting)和喷墨打印(inkjetprinting)技术等,这对有机电致发光显示器产业化发展具有巨大的推动作用.文章综述了这些制备方法,比较了它们的优缺点,以及这些工艺对产业化的影响.7.学位论文林慧ITO导电基板与有机光电器件的制备及特性研究2008自从1986年美国柯达公司的邓青云博士等人首次成功制备有机双层异质结器件以来，有机光电器件由于具有广泛的应用前景受到科研院所和公司的广泛关注。有机小分子器件，如有机电致发光器件(Organiclight-emittingdi