基于低真空热蒸镀的有机电致发光器件的研究

摘要

近年来，有机电致发光器件（organic light-emitting diode，OLED）发展迅速，基于 OLED的产品在显示和照明领域都展示出了巨大的发展潜力，曲面、柔性、轻薄、透明的显示或照明都将凭借OLED技术而成为现实。然而，随着OLED商业需求的日益增加，其生产成本的问题也变得越来越严峻，其高昂的生产成本在很大程度上是由热蒸镀法制备有机半导体薄膜的高真空设备所导致的。为了解决由高真空设备造成的成本问题，以溶液法为主的低真空制备 OLED的技术应运而生。基于溶液法的低真空热蒸镀方法OLED制备技术不但有效地解决了生产成本的问题，还为实现大面积OLED的制备提供了有效的途径，其中低真空热蒸镀制备OLED主要是指在真空度高于1Pa的条件下或者在大气压下制备OLED，而对于高真空热蒸镀制备OLED则主要指真空度低于4×10-6Pa的条件下制备OLED。
　　本论文讨论了以溶液法以及快速蒸镀法为基础来制备OLED，并对其器件性能的提升进行了研究。首先，我们探究了在溶液旋涂法制备 OLED中经常遇到的有机半导体薄膜结晶问题，并以2,3,6,7,10,11-六氰基-1,4,5,8,9,12-六氮杂苯并菲（HAT-CN）为例提出了可行的解决方案。在实验中我们发现，溶液旋涂法制备的HAT-CN薄膜结晶现象特别严重，会导致整个器件的短路，而此结晶现象在蒸镀法沉积的薄膜中并没有出现。为了解决HAT-CN薄膜结晶的问题，我们尝试将不同比例的2,3,5,6-四氟乙烯-7,7,8,8,-四氰二甲基苯醌(F4-TCNQ)掺杂到HAT-CN中，并发现掺杂后HAT-CN薄膜的结晶得到了很好的抑制。另外，我们还对溶液旋涂法制备的空穴注入层和发光层之间的互溶问题进行了研究，并提出通过在溶剂为油性的空穴注入层和发光层之间插入一层溶剂为水性空穴注入层的方法来解决互溶问题。基于溶剂分别为油性和水性的双空穴注入层的结构还增强了空穴的注入能力，极大地提高了器件效率。
　　在本论文的研究中，我们结合真空热蒸镀法和溶液旋涂法，提出了一种基于低真空热蒸镀的制备OLED的新方法----快速蒸镀法。基于此方法我们成功地制备出了高效的有机电致发光器件。由于此方法可在低真空下完成OLED的制备，这种新方法不但解决了真空热蒸镀法中高成本的问题，还避免了溶液旋涂法中两功能层之间容易发生的互溶问题。这种方法减少了能源的损耗，并极大地缩短了OLED制备的时间。另外，我们还从表面形貌、分子结构、薄膜密度、分子取向等多个方面对真空热蒸镀法所形成的薄膜、快速蒸镀法所形成的薄膜和溶液旋涂法所形成的薄膜的性质进行了对比研究。研究表明三种薄膜的表面形貌和分子结构并没有较大差别，但是快速蒸镀法薄膜的密度要比另外两种的薄膜的密度小很多，而且三者的分子取向也有较大差别，这是导致OLED性能差别的主要原因。

目录

声明

第一章 绪论

1.1 引言

1.2 OLED的基本介绍

1.3 OLED的发展与现状

1.4 溶液法在OLED制备中的应用

1.5 本课题的研究目的和主要内容

第二章 主要实验试剂、仪器及实验方法

2.1 主要实验试剂

2.2 主要实验仪器

2.3 ITO玻璃基底

2.4 主要实验方法----OLED制备流程

第三章 基于溶液法的双空穴注入层蓝光OLED

3.1 引言

3.2 溶液法有机薄膜的结晶问题

3.3 溶液法多层有机薄膜的互溶问题

3.4 本章小结

第四章 一种沉积OLED高质量小分子薄膜的新方法——快速蒸镀法

4.1 引言

4.2 快速蒸镀法方法简介

4.3 基于快速蒸镀法有机薄膜的特性研究

4.4 快速蒸镀法制备OLED器件

4.5 本章小结

第五章 全文总结

参考文献

攻读学位期间本人出版或公开发表的论著、论文

致谢