有機電致發光器件物理特性研究.pdf

1、有機電致發光作為一個新興的研究領域不斷吸引著越來越多的人們，目前已成為平板顯示領域的一個研究熱點。隨著信息技術的飛速發展，對信息顯示技術提出越來越高的要求。色彩豐富、低耗能、綠色環保、輕便甚至可卷曲的顯示屏已成為人們追求的目標。由于有機電致發光屏低電壓驅動、高效發光、色彩豐富、響應速度快、視野寬及易于實現超薄、輕便等優點，正迎合了這一要求。有機電致發光涉及化學、物理、材料學等眾多學科領域，這需要人們從材料的設計和合成、器件的制備工藝入手

2、，并結合光電性能測量和老化特性分析等全方位去研究開發。 本文側重于研究有機電致發光器件物理發光和老化特性等方面。結合實際研發，在Windows2000SP4(FAT32)環境下，采用VisualBasic6.0軟件平臺，自行設計開發了可視化自動測量軟件，建立并驗證了一套測量有機電致發光器件物理發光及老化特性的自動化測量系統。該系統已被成功應用于國內(西安)的有機電致發光研究。 從理論上推導了功率和亮度的轉換關系，給出了開

3、口率的計算方法。通過對單像素結構為ITO(120nm)/CuPc(12nm)/NPB(50nm)/Alq3：C545(30nm)/LiF(1nm)/Al(200nm)被動驅動有機電致發光矩陣屏的物理發光和老化特性測量，研究了有機電致發光器件色坐標與電壓和角度、發光亮度與角度的變化關系，實驗上驗證了器件在啟亮前后的載流子注入機理，從量子角度說明了器件的極限響應時間。 首次分析了短波長激發光致發光光譜，討論了Alq3材料中熒光發光單

4、元的老化分解。研究了有機電致發光器件老化前后開口率與電壓和亮度之間的關系。證明了被動驅動有機電致發光器件是一種典型的流控器件。 研究的主要內容包括：(1)首先，通過對物理發光特性的分析，表明器件色坐標為(0.28，0.59)，發光亮度能較好地滿足朗伯體定律，具有較高的色彩保真度，保證了器件的大視角特性。在啟亮前，器件的載流子運動符合熱發射注入模型；啟亮后，滿足隧穿注入模型。從量子角度說明了OLED器件的極限響應時間為ns量級。

5、 (2)其次，在500ed/m2發光強度下進行了三種快速老化實驗(恒電壓、恒電流和恒光強)，研究了老化過程的光電特性。說明了有機電致發光矩陣屏的封裝對于提高器件壽命至關重要。開口率在老化前和老化后不隨電壓變化。老化后，開口率有所減小，但并非導致亮度減弱(老化衰減)的主要原因。證明了有機電致發光器件是一種典型的流控器件。在OLED器件初始老化階段：電壓和電流越大，老化越快；電壓和電流越小，老化越慢。發光區域在老化過程中，從NPB/A

6、lq3：C545界面擴散到了Alq3層。當空穴進入Alq3層時，Alq3發生了本征性的氧化還原反應，形成了Alq3+離子的衰減產物熒光猝滅劑，加速了老化過程。老化前后器件的光致發光光譜發生了顯著變化。通過對比恒電壓、恒電流和恒光強老化Alq3與NPB的峰值比的降低說明了Alq3材料在老化過程中分解。其峰值比說明了現有發光材料相對與老化前能夠發光單元的分解程度。而在實際老化過程中，NPB材料層也有所分解，說明了Alq3的分解程度遠比假設情

7、況要大。 (3)最后根據實際研發的需要，在Windows2000SP4(FAT32)環境下，采用VisualBasic6.0平臺，自行設計并開發了自動化測量軟件，建立了一套測量發光及老化特性的有機電致發光器件自動化測量系統。該系統工作時，由計算機通過RS-232或GPIB接口控制Keithley2400SourceMeter和Newport1830-CPowerMeter協同工作，同步檢測器件的電壓—電流—光強(V-I-P)和電