氧化石墨烯對有機(jī)電致發(fā)光器件空穴注入層的改性研究.pdf

1、有機(jī)電致發(fā)光器件（Organic Light-Emitting Diodes，OLED）由于其具備優(yōu)異的特點(diǎn)而在顯示和照明領(lǐng)域存在廣泛的應(yīng)用空間。自1987年至今，專家學(xué)者對OLED的性能優(yōu)化作出不懈努力，然而，OLED在應(yīng)用領(lǐng)域還存在一定的問題?？昭ㄗ⑷雽訉τ贠LED空穴的注入和陽極的修飾有著舉足輕重的作用，但是常用的幾種空穴注入材料存在一定的缺陷甚至能對陽極進(jìn)行破壞，尤其是旋涂法制備器件的過程中，常用的聚（3，4-亞乙二氧基噻吩）∶

2、聚（苯乙烯磺酸）(PEDOT∶PSS)的透光率和導(dǎo)電率具有一定的局限性，而且具有強(qiáng)酸性，容易腐蝕陽極而降低器件性能。基于此，本文利用氧化石墨烯(GO)和PEDOT∶PSS共同作用提高OLED器件的空穴注入性能、發(fā)光性能及穩(wěn)定性。本文的主要工作如下:
　　(1)利用改進(jìn)的Hummer法制備了GO的水溶液，制備了GO薄膜，并探究了影響GO薄膜厚度和質(zhì)量的因素，確定了GO的最佳轉(zhuǎn)速和退火溫度分別為3000rpm和120℃，研究了GO薄膜

3、厚度與旋涂次數(shù)的關(guān)系。探究了影響PEDOT∶PSS薄膜厚度和質(zhì)量的因素，繪制了PEDOT∶PSS薄膜厚度與轉(zhuǎn)速的關(guān)系曲線圖，確定了PEDOT∶PSS薄膜的最佳退火溫度為120℃。
　　(2)利用GO摻雜PEDOT∶PSS作為空穴注入層制備了小分子熒光OLED，器件結(jié)構(gòu)為ITO/PEDOT∶PSS∶GO(x)/NPB/Alq3/LiF/Al，x為GO在PEDOT∶PSS中的摻雜量。在PEDOT∶PSS水溶液中摻雜GO水溶液，經(jīng)過旋涂

4、和退火成膜后，與純PEDOT∶PSS相比，不僅改善了導(dǎo)電率，也相應(yīng)的提高了透光率，從而使器件的發(fā)光性能得到改善。通過優(yōu)化GO的摻雜量發(fā)現(xiàn)，當(dāng)GO的摻雜量為0.8％（質(zhì)量分?jǐn)?shù)）時，空穴注入層的透光率達(dá)到最大值(96.8％)，器件性能也達(dá)到最佳。GO摻雜量為0.8％的器件的最大電流效率和最大功率效率分別達(dá)到3.72 cd·A-1和2.12 lm·W-1，與PEDOT∶PSS作為空穴注入層的器件相比，其最大電流效率和最大功率效率分別提高了67

5、.6％和35.7％。利用優(yōu)化后GO的最佳摻雜濃度，本文采用旋涂法工藝制備了小分子綠光、紅光和藍(lán)光磷光OLED，發(fā)光材料分別為Ir(ppy)3、Ir(piq)2acac和Firpic。與傳統(tǒng)器件相比，綠光、紅光和藍(lán)光磷光OLED的最大電流效率分別提高了60.3％、80.5％和46.7％，最大功率效率分別提高了89.7％、81.9％和46.4％，而且所有器件的發(fā)光光譜都沒有因?yàn)镚O的加入而發(fā)生變化。但是PEDOT∶PSS中強(qiáng)酸性的硫酸根對I

6、TO陽極的腐蝕破壞仍然存在，造成器件穩(wěn)定性差，亮度衰減快。
　　(3)基于以上問題，本文利用GO/PEDOT∶PSS雙空穴注入層設(shè)計了器件ITO/GO(x nm)/PEDOT∶PS S/NPB/Alq3/LiF/Al，探究GO/PEDOT∶PSS雙空穴注入層對器件發(fā)光性能及穩(wěn)定性的影響。我們發(fā)現(xiàn)加入GO夾層的雙空穴注入層明顯提高了器件的空穴注入能力，降低了器件的驅(qū)動電壓，從而改善了器件的發(fā)光性能，尤其是功率效率的提升更為明顯，另外

7、，還發(fā)現(xiàn)加入GO后的雙空穴注入層器件的穩(wěn)定性明顯提高，這歸功于GO的加入阻止了強(qiáng)酸性的PEDOT∶PSS對ITO陽極的破壞。通過調(diào)節(jié)GO薄膜的厚度，我們發(fā)現(xiàn)，當(dāng)GO的厚度為2.8 nm時，該熒光器件的最大亮度、最大電流效率和最大功率效率達(dá)到最優(yōu)，分別為29012 cd·m-2、4.9 cd·A-1和3.1 lm·W-1，與傳統(tǒng)器件相比，分別提高了31.8％、59.1％和128％。本文還使用GO/PEDOT∶PSS雙空穴注入層，采用旋涂法