用于有机发光二极管中的导电聚苯胺/ITO电极的制备与研究

摘要

本文介绍了OLED的发光原理及性能评价指标、简述了ITO透明电极以及导电聚苯胺修饰ITO透明电极，综述了导电聚苯胺的基本结构特征、合成技术及应用，简要总结了PANI/ITO复合电极在OLED器件中应用与意义。采用溶胶凝胶(sol-gel)法制备了ITO溶胶，并采用旋涂技术在透明玻璃上制备了透明的ITO导电薄膜;用电化学聚合技术制备了PANI/ITO复合电极;通过旋涂和蒸镀沉积将有机发光材料沉积于PANI/ITO复合电极表面制成OLED器件。通过用Raman、UV-Vis-NIR光谱分别研究了ITO旋涂膜的组成和透光性，用XRD研究了ITO旋涂膜试样烧结热处理温度对其结晶性的影响，用AFM观测了试样表面相貌，用四探针测量表面面电阻，用Raman、SEM和四探针研究苯胺单体在ITO表面的聚合反应，用亮度计考察了制备得到的OLED器件的发光性能，得到主要结论如下:
　　(1)溶胶凝胶法制得的ITO膜层为立方铁锰矿结构的In2O3和SnOx的混合物，膜层光滑平整，透光率在70％以上，多次甩膜后样品方块电阻达到数百欧姆。相同涂敷层数下烧结温度高的薄膜方电阻小;相同烧结温度下，涂敷层厚度增加其方电阻变小。
　　(2)热处理温度为300℃时样品XRD衍射峰与基本铟锡氧化物衍射峰一致，500℃热处理所得样品晶粒尺寸有所增加，晶型结构更加完全。
　　(3)在ITO电极表面，苯胺循环伏安电聚合行为电位扫描速率和循环次数增加，对应的氧化-还原峰电位差增加，PANI氧化还原可逆性变差;恒电位聚合过程中，苯胺单体浓度对其在ITO表面聚的合诱导期有显著影响，聚合电位低于0.8V时，苯胺在ITO电极表面难以聚合，聚合电位高于1.0V时，PANI在ITO电极表面会发生过氧化和降解。
　　(4)制备得到ITO/PANUAlq3/Al结构的有机电致发光器件，发现引入PANI能有效提高器件各性能，PANI浓度为4mg·mL-1(12nm)时性能达到最优，原因在于PANI插入有效将低了空穴的注入势垒，同时将电子阻挡在发光层，提高了载流子的复合率。

目录

声明

摘要

第一章 文献综述

1．1 前言

1．2 有机发光二极管

1．3 OLED发光原理与性能评价

1．3．1 OLED发光原理

1．3．2 OLED的主要性能评价

1．4 OLED结构

1．5 ITO透明电极

1．5．1 ITO制备方法

1．5．2．ITO性能与应用

1．6 导电PANI及其在OLED中的应用

1．6．1 导电聚苯胺合成与薄膜制备

1．6．2 聚苯胺结构与导电机理

1．6．3 导电聚苯胺在OLED中应用

1．7 选题背景与研究内容

1．7．1 选题背景

1．7．2 研究内容

第二章 溶胶凝胶旋涂法制备ITO透明导电玻璃

2．1 引言

2．2 实验部分

2．2．1 主要实验材料与实验器材

2．2．2 浆料的制备

2．2．3 实验流程

2．2．4 基片处理与 ITO薄膜的制备

2．2．5 ITO膜的表征

2．3 结果与讨论

2．3．1 ITO膜的Raman光谱分析

2．3．2 XRD分析

2．3．3 ITO膜的透明性

2．3．4 ITO膜的表面形貌

2．3．5 ITO薄膜的导电性

2．4 本章小结

第三章 PANI／ITO复合电极的制备与表征

3．1 引言

3．2 实验部分

3．2．1 实验材料

3．2．2 实验方案与表征

3．3 结果与讨论

3．3．1 苯胺在ITO表面的聚合过程

3．3．2 Raman光谱分析

3．3．3 ITO表面聚苯胺形貌分析

3．3．4 PANI／ITO膜电导率

3．4 本章小结

第四章 PANI／ITO电极制备OLED器件及性能初探

4．1 引言

4．2 实验部分

4．2．1 实验材料

4．2．2 制备与表征

4．3 结果与讨论

4．4 本章小结

第五章 总结论与研究展望

5．1 总结论

5．2 研究展望

致谢

参考文献

附录1 攻读硕士学位期间发表的论文

附录2 攻读硕士学位期间参加的科研项目