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阴极修饰层CuPc、ZnPc、C60对OLED光电性能的影响

李文佳;苏丽娜;任舰;吴甲奇

【摘要】采用真空蒸镀法分别制备了以CuPc、ZnPc、C60为阴极修饰层的

OLED,对比研究了它们对OLED光电性能的影响.从能级结构、表面形貌、折射率

及纳米界面等方面对载流子注入和输运进行了探讨.结果表明:修饰层使器件性能显

著提高,它不仅降低OLED开启电压(最低至4.2V)、提高OLED电流密度及发光效

率(最高至13.49lm/W),同时增强了器件的发光稳定性(180s后光强保持在90％

以上),其中以CuPc为阴极修饰层的器件表现的性能最好.发光光谱方面,以CuPc和

ZnPc作为修饰层的器件对550～650nm的红光部分略有吸收,而C60作为修饰

层的器件光谱则无太大变化,这是由修饰层材料的吸收系数随不同波长而变化所致.

实验结果说明,若想较大程度地提高器件电性能,酞菁材料是不错的选择;若对光谱有

要求,可用C60做阴极修饰层.

【期刊名称】《发光学报》

【年(卷),期】2018(039)012

【总页数】8页(P1757-1764)

【关键词】有机发光二极管;阴极修饰层;金属酞菁;富勒烯

【作者】李文佳;苏丽娜;任舰;吴甲奇

【作者单位】淮阴师范学院计算机科学与技术学院,江苏淮安223300;淮阴师范学

院计算机科学与技术学院,江苏淮安223300;淮阴师范学院计算机科学与技术学

院,江苏淮安223300;尚德太阳能电力有限公司,江苏无锡214028

【正文语种】中文

【中图分类】TN383+.1

1引言

自从1987年Tang[1]报道第一个多层8-羟基喹啉铝(Alq3)有机电致发光器件以来，

有机发光二极管(OLED)质量轻、响应速度快、工艺简单等优点[2-3]吸引人们对其

进行了大量的研究。现在，OLED已经成功应用于商业平板显示、手机和电视，并

有望成为下一代的固态发光技术。

多年来，研究人员不断开发各种新发光材料，制备出蓝光[4-6]、红光[5]、黄光[7]、

白光[6,8]等各种颜色的OLED；同时研发新结构以提升OLED性能，如倒置顶发

射OLED[9]、串联叠层TOLED[10]等。此外，OLED的稳定性也得到极大关注，

在研究其老化机制[11]的基础上，用干燥剂[12]、氧化铝薄膜[13]或纳米粘土复合

材料[14]对其进行封装，可有效抑制OLED性能衰减。

然而，在众多研究中，提升OLED的发光效率是重中之重，方法不一众多。首先，

可以对发光材料进行改进：例如在八羟基喹啉铝(Alq3)中掺杂进一些氧化物(氧化

石墨烯[15]、二氧化钛[16])；其次，使用新型电极：如引入纳米结构的阴极[17]或

绝缘纳米颗粒层做衬底[18]、用热压法处理透明的AgNW/PEDOT∶PSS电极[19]、

用极薄的Ag膜替代ITO做电极[20]等。此外，通过对阳极做修饰处理，也可在很

大程度上提升OLED发光效率：Jang等[21]使用基于嘧啶的材料作为蓝光OLED

的空穴阻挡层，Xiang等[22]把具有高热稳定性的氟/吲哚材料作为空穴传输材料，

Dong等[23]利用MoO3作为阳极缓冲层，赵丹等[24]用旋涂法酸处理

PEDOT∶PSS薄膜。

同样，对阴极进行修饰也可提高OLED的效率。而对于以Alq3为发光层的OLED，

这一提高更为显著。这是因为电子直接从Al阴极注入Alq3发光层的能力较低，

导致光输出效果差、发光效率不理想[25]。发光材料Alq3的电子迁移率约为10-5

cm2·V-1·s-1，只有空穴传输材料TPD空穴迁移率(约10-3cm2·V-1·s-1)的

1/100左右，易导致载流子输运不平衡，因此需要使用电子迁移率更高的电子传

输材料[26]。Huang[27]和Han[28]发现在Al和Alq3之间插入LiF绝缘缓冲层，

在适当的位置、厚度下，有机发光器件中电子的注入性能得到明显改善，开启电压

下降，发光效率也得到提高。但是鉴于LiF的剧毒性及其制备局限性，希望能找到

替代它的阴极修饰材料。

众多研究组以CuPc、ZnPc