论文部分内容阅读
目前,柔性OLED技术作为OLED领域的重要分支,在大家的努力下,已小有成就,市面上已经出现了一些柔性OLED产品。但仍然存在着一些难以解决的问题,比如柔性衬底粗糙度高、熔点低、器件内部载流子注入失衡等导致柔性OLED普遍存在着发光性能较差的情况。本文主要针对上述问题,从空穴注入层、衬底、空穴传输层、阴极等几个因素入手,来研究其对柔性OLED光效的影响。旨在通过使用新型空穴注入层、引入新型柔性衬底、改变空穴注入/传输层厚度、开发新型阴极的方式,来提高柔性器件的亮度、发光效率、功率效率等参数,改善柔性OLED的发光性能。现对本文的主要研究内容总结如下:(1)研究了不同的空穴注入层修饰PET/ITO柔性衬底时对柔性OLED器件光效的影响。采用单层HAT-CN、单层PEDOT:PSS及新型PEDOT:PSS/HAT-CN复合薄膜作为空穴注入层制备柔性OLED器件。采用旋涂的方法制备PEDOT:PSS,其余有机层及阴极采用真空蒸镀法制备。结果表明,采用PEDOT:PSS/HAT-CN复合薄膜作为空穴注入层的柔性OLED器件性能最优。该器件的最大电流效率和最大功率效率分别为84 cd/A和76 1m/W。原因在于,经PEDOT:PSS修饰的柔性衬底表面更为连续及平滑,不容易使器件发生漏电及短路现象;同时PET/ITO/PEDOT:PSS/HAT-CN复合薄膜在绿光波段有较高的透过率,可以提高器件的出光率;另外该双空穴注入结构使器件内部载流子的注入处于动态平衡状态,增加了电子和空穴载流子的复合概率。(2)研究了空穴注入层HAT-CN的厚度对于采用半透Al薄膜作为阳极的微腔结构柔性OLED光效的影响。结果表明:在此种结构的柔性OLED器件中,由于电场强度的影响,HAT-CN的厚度并不是越厚越好,当空穴注入层厚度过厚时器件的空穴注入能力会急剧下降,从而影响柔性OLED器件的发光性能。当空穴注入层厚度为4 nm时,器件的性能最优。在50 mA/cm2电流密度下,驱动电压为4.94 V,与采用8 nm HAT-CN器件相比下降了 1.77 V;最大电流效率及功率效率分别为58.4 cd/A以及59.3 1m/W,是采用8 nm HAT-CN器件的1.3倍。同时,HAT-CN厚度的增加使得微腔结构中的腔长发生改变,器件的发射光谱出现了红移。(3)研究了衬底对柔性OLED光效的影响,将新型COP衬底引入柔性OLED器件并与常用的PET衬底做对比。结果表明,粗糙度更低、在可见光范围内透过率更高的COP衬底制备的柔性OLED器件性能更佳。该器件的最大电流密度及最大功率效率分别为79 cd/A和781m/W,约为采用PET衬底的1.1倍;5 V电压下,该器件的亮度为12794 cd/m2,约为采用PET衬底的2倍。同时,衬底的改变不会对柔性OLED器件的发光光谱产生影响。充分证明,COP是一种良好的可供选择的柔性衬底。(4)研究了空穴传输层TAPC厚度对基于COP衬底的柔性OLED光效的影响。结果表明:通过改变空穴传输层TAPC的厚度,可以对注入器件发光层空穴数量进行很好的调节,空穴传输层厚度越来越厚,器件的空穴注入能力就会越来越弱,注入到发光层的空穴数量就会减少;当空穴注入层厚度合适时,导致器件注入发光层内部的空穴及电子的数量更为均衡,空穴和电子参与复合形成激子的概率增大,从而使得器件的各项发光性能得以提升。当TAPC的厚度为70nm时,器件的性能最优。在50mA/cm2电流密度下,该器件的发光亮度为31103 cd/m2比其他三组器件分别高了 2127 cd/m2、582 cd/m2及2583 cd/m2,此时器件电流效率为62 cd/A 比其他三组器件分别高了 4.4 cd/A、1 cd/A及5 cd/A。(5)研究了阴极对于柔性OLED光效的影响。通过采用不同比例的新型Al:Yb合金作为阴极制备了柔性OLED器件,并与采用纯Al作为阴极的器件做了对比,结果表明:Yb的掺杂能够有效的提高阴极的电子注入能力,降低器件的驱动电压,使得同等电压下器件的亮度大幅提升。当Yb掺杂浓度为9%时,器件性能最优。该器件的驱动电压为4.6 V,与采用纯Al的器件相比,驱动电压下降了 20%;在4.6 V的驱动电压下,该器件的发光亮度为22497 cd/m2,与采用纯Al的器件相比,亮度提升了 1.8倍。但是,Yb的掺杂会带来阴极反射率下降,使得外部射出同等光强时,使用Al:Yb合金阴极的器件发光层需要合成的光子数增多,给器件性能带来一些影响。因此,当Yb掺杂浓度为9%时,与采用纯Al的器件相比,功率效率小幅提升,而电流效率则无明显提升。