藍(lán)綠色磷光OLED的制備及發(fā)光性能

吳昊++孫金嶺++劉艷++朱波

摘 要 本文以藍(lán)綠色磷光OLED作為研究對(duì)象，以藍(lán)綠色磷光染料作為主要摻雜劑，制備了幾種不同的OLED，以此展開(kāi)實(shí)驗(yàn)，旨在進(jìn)一步明確藍(lán)綠色磷光OLED制備的方式和發(fā)光的性能，希望對(duì)相關(guān)人士提供一定幫助。

【關(guān)鍵詞】藍(lán)綠色磷光 OLED制備 發(fā)光性能

藍(lán)綠色磷光OLED是一種通過(guò)有機(jī)電致發(fā)光材料的而制備新一代顯示器件，相關(guān)的研究表明，藍(lán)綠色磷光OLED就有視角廣、重量輕、制備工藝簡(jiǎn)單、成本低廉的優(yōu)點(diǎn)。相關(guān)研究顯示在藍(lán)綠色磷光OLED顯示器件中，如果顯示器件發(fā)光層中加入了磷光材料，就會(huì)使得單線(xiàn)態(tài)激子和三線(xiàn)態(tài)激子共同發(fā)生作用，大大提升OLED中的內(nèi)量子效率。基于此，本文就通過(guò)相關(guān)的實(shí)驗(yàn)，著重分析了藍(lán)綠色磷光OLED的制備以及發(fā)光性能。

1 實(shí)驗(yàn)

1.1 實(shí)驗(yàn)材料

實(shí)驗(yàn)過(guò)程中需要用到有機(jī)發(fā)光材料、MCP、藍(lán)綠色磷光配合物（BGIrI）、以及BCP等，以上材料是由長(zhǎng)春市阪和科技有限公司提供，ITO玻璃是由深圳南玻集團(tuán)提供。8-羥基喹啉鋁是由西安瑞聯(lián)近代電子材料有限責(zé)任公司提供。

1.2 實(shí)驗(yàn)器件的制備

為保證實(shí)驗(yàn)的準(zhǔn)確性，要對(duì)ITO玻璃進(jìn)行清洗，首先用丙酮在超聲環(huán)境下清洗15分鐘，再用乙醇在超聲環(huán)境中清洗10分鐘，最后用氮?dú)獯蹈?。把吹干的ITO玻璃放置在鍍膜機(jī)預(yù)處理室中，通等離子轟擊大約20分鐘，把預(yù)處理室中的空氣抽空，保證ITO玻璃在真空環(huán)境中，通過(guò)鍍膜機(jī)進(jìn)展鍍層，同時(shí)制備出藍(lán)綠色磷光摻雜劑為10%～20%的藍(lán)綠色磷光OLED。

以三氧化鉬作為空穴注入層進(jìn)鍍膜，鍍膜的厚要控制在20nm，NPB作為空穴傳輸層進(jìn)行鍍膜，鍍膜的厚度要控制在40nm，mCP和藍(lán)綠色磷光摻雜劑要作為發(fā)光層進(jìn)行鍍膜，鍍膜的厚度控制在30nm，BCP要作為空穴阻擋層進(jìn)行鍍膜，鍍膜的的厚度控制在10nm，8-羥基喹啉鋁要作為電子傳輸層進(jìn)行鍍膜，鍍膜的厚度要控制在20nm，同時(shí)把OLED的發(fā)光面積控制在1.25cm2左右。

1.3 性能測(cè)試

性能測(cè)試采用Keithley Source 2400電流-電壓源儀和PR-655光度計(jì)構(gòu)成的測(cè)量系統(tǒng)對(duì)制備的藍(lán)綠色磷光OLED顯示器件的電流、電壓、亮度、電致發(fā)光光譜、色坐標(biāo)進(jìn)行光電性能綜合測(cè)量，為了減少外界因素對(duì)性能測(cè)試的影響，在測(cè)試過(guò)程中，要保證所有的器件都沒(méi)有封裝，提高檢查的效率，并且要保證整個(gè)檢測(cè)都是溫室和空氣中進(jìn)行，從而提高性能測(cè)試的準(zhǔn)確性。

2 結(jié)果與分析

本次研究中得出圖1所示能級(jí)結(jié)構(gòu)圖。

2.1 能級(jí)分析及空穴阻擋層的設(shè)置

在OLED中，電子以及空穴間的負(fù)荷率對(duì)發(fā)光效率有著直接影響，也就是說(shuō)通過(guò)發(fā)光層相近區(qū)域的功能層中的HUMO以及HOMO能級(jí)可以判定是否將空穴以及電子僅設(shè)置在發(fā)光層。通過(guò)圖1可以看出，電子注入層中的Alq3其HOMO能級(jí)和mCP（發(fā)光層中主體材料）相比，低于mCP的HOMO能級(jí)，在5.9eV以下，約為5.8eV左右。此種情況下，如果不增設(shè)空穴阻擋層，那么會(huì)出現(xiàn)空穴越過(guò)傳輸層以及發(fā)光層的情況，并和傳輸層中的電子產(chǎn)生復(fù)合反應(yīng)，造成能量損失。因此需要在其中增設(shè)空穴阻擋層，且空穴阻擋層的材料HOMO能級(jí)要相對(duì)較高，才可有效抵御空穴越如到傳輸層的情況。

從圖2可以看出，器件的發(fā)光效率會(huì)隨著電流密度而發(fā)生較大改變，但之后會(huì)處在平緩狀態(tài)。如果BGIrl的摻雜含量在8%-18%范圍內(nèi)，發(fā)光效率會(huì)呈現(xiàn)快速增大的狀態(tài)，但在18%-20%的范圍內(nèi)，發(fā)光效率會(huì)有所下降，之后會(huì)區(qū)域平穩(wěn)。通過(guò)上述結(jié)論可以看出當(dāng)磷光燃料所含有的摻雜量位18%左右時(shí)，空穴以及電子的注入會(huì)逐步平衡，這時(shí)所產(chǎn)生的激子輻射躍遷、發(fā)光效率均為最大的。本次實(shí)驗(yàn)結(jié)果也顯示，在摻雜量在18%左右時(shí)，OLED的發(fā)光效率最高，為6.2cd/A。

2.2 光譜分析

本次實(shí)驗(yàn)的結(jié)果顯示，當(dāng)在同等電壓狀態(tài)時(shí)，如果BGIrI摻雜量維持在8-18%范圍時(shí)，器件會(huì)于綠512nm以及藍(lán)488nm處獲取兩個(gè)發(fā)光最大效率點(diǎn)，此時(shí)將會(huì)產(chǎn)生最為穩(wěn)定，且發(fā)射較強(qiáng)的藍(lán)綠光。

3 結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，隨著我國(guó)科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，很多高科技元素被融入到藍(lán)綠色磷光OLED很大程度提高了OLED顯示技術(shù)效率。且非常輕便，可以折疊比較適合攜帶。本文通過(guò)具體的實(shí)驗(yàn)分析了藍(lán)綠色磷光OLED的制備以及發(fā)光特性，希望能對(duì)相關(guān)認(rèn)識(shí)提供些許參考幫助。

參考文獻(xiàn)

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[2]郭鑫.基于雙極性主體結(jié)構(gòu)的高效磷光OLED器件研究[D].南京郵電大學(xué)，2015.

作者簡(jiǎn)介

吳昊（1983-），男，四川省瀘州市人?，F(xiàn)為國(guó)家知識(shí)產(chǎn)權(quán)局專(zhuān)利局專(zhuān)利審查協(xié)作四川中心助理研究員，博士。研究方向?yàn)楣夥?yáng)能、電致發(fā)光器件領(lǐng)域的專(zhuān)利審查。

作者單位

國(guó)家知識(shí)產(chǎn)權(quán)局專(zhuān)利局專(zhuān)利審查協(xié)作四川中心 四川省成都市 610200