离子液体掺杂空穴注入层对有机电致发光器件性能的影响

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有机电致发光显示器（Organic Light-Emitting Dispiay，OLED）已经逐渐进入我们的生活，但是与占有巨大市场的液晶显示器相比，有机电致发光显示器还存在性能不稳定、良率低、成本高、寿命短等一系列缺陷；科研人员在如何提高器件性能方面还在做不懈努力；空穴注入层作为 OLED结构中的重要组成部分通常采用PEDOT:PSS，其空穴注入效果还可进一步进行改善，基于此我们将咪唑基离子液体掺杂进去，通过离子液体对其空穴注入传输的影响来改善器件性能。另外，石墨烯作为新材料也广泛用于光电器件领域，虽然石墨烯导电性能良好，但一般由还原氧化石墨烯制得，氧化石墨烯本身不导电，还原程度也不确定，所以将还原的氧化石墨烯作为空穴注入层也可以通过加入离子液体进行改善；围绕此问题我们开展工作，通过对空穴注入层PEDOT:PSS和还原氧化石墨烯导电能力的影响，来探究咪唑基离子液体对器件发光性能的改善。本课题的主要工作如下：
　　1.将咪唑基离子液体BMImCl以质量掺杂比0％-5%加入到PEDOT:PSS水相溶液，经旋涂制成空穴注入层，以器件结构 ITO/IL-doped PEDOT:PSS(28 nm)/TPD(20 nm)/AlQ3(70 nm)/LiF(1 nm)/Al(100 nm)为基础制备器件，并对其性能进行表征，当掺杂比为3wt%时器件的效率最大为4.27 cd/A，是未掺杂器件最大效率0.85 cd/A的5倍。经XPS、UPS、SEM分析其影响机理。固定离子液体掺杂比，扩充离子液体的种类。分别探究3wt%和30wt%下，一系列咪唑基离子液体掺杂时对OLED器件性能的影响。其中离子液体BMImBF4在3wt%掺杂时器件最大电流效率为23.16 cd/A，是未掺杂器件最大电流效率7.89 cd/A的2.9倍；离子液体BMImBr在30wt%时器件最大电流效率为14.11 cd/A，是未掺杂器件最大电流效率7.33 cd/A的1.9倍。
　　2.将空穴注入层由PEDOT:PSS变换为还原氧化石墨烯（RGO），取PEDOT:PSS为空穴注入层时掺杂效果较好的离子液体BMImBF4，分别以低浓度1wt%-7wt%和高浓度10wt%-70wt%进行掺杂，对比空白器件，比较掺杂后器件性能的变化，并对比高浓度和低浓度掺杂的不同。低浓度掺杂时，离子液体BMImBF4在2wt%时器件最大电流效率为6.38 cd/A，是未掺杂器件最大电流效率2.51 cd/A的2.5倍；高浓度掺杂时，器件在30wt%掺杂时电流效率达到最高为9.38 cd/A，是未掺杂器件最大电流效率0.92 cd/A的10.2倍。
　　3.将发光层由AlQ3变换为聚合物，先调节载流子传输层的厚度和种类，选取其最佳值后，再空穴注入层掺杂离子液体进行对比，最后增加退火工艺来改善聚合物的发光性能。AlQ3和TPBI分别作为电子传输层且掺杂离子液体时，聚合物的最大发光亮度和发光效率依次为1093 cd/m2、352.5 cd/m2和0.68 cd/A、0.57 cd/A；而未掺杂空白器件的最大亮度和效率分别为867.3 cd/m2、101 cd/m2和0.55 cd/A、0.14 cd/A。得出结论，改变发光层时离子液体掺杂到空穴注入层也可以改善器件的发光性能。

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作者
赵越;
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作者单位

郑州大学;

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授予单位郑州大学;
学科材料工程
授予学位硕士
导师姓名刘应良;
年度 2016
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总页数
原文格式 PDF
正文语种中文
中图分类 TN383.1;
关键词
离子液体; 有机电致发光器件; 空穴注入层; 发光性能; 氧化石墨烯;

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