C材料(CNT)做OLED阴极修饰

OLED性能改善之阴极优化吴晓亮11721557目录 回顾：上次讲过的阳极优化阳极优化目标CNT优势本节主要介绍阴极的改善，还是以CNT为例。最新进展论文详解阳极优化目标减小空穴注入势垒，选用功函数尽量大的材料，或者采取某种方法提高材料的功函数提高阳极稳定性，包括化学稳定性，机械强度等等良好的透光率和导电、导热性制造工艺的简单化和较低的成本CNT做电极（阴极或者阳极）的几种优势：透光率高，良好的导电性、导热性，机械强度大低成本OLED阳极改善的最新进展对于电极对器件的性能影响，主要可以从两个方面入手：寻找更为合适的电极材料对现有电极进行界面修饰对于阳极来说，从最近的研究论文上看，有改善作用的阳极材料很多不胜枚举：（各种类型的TCO，各种二元三元化合物或他们的组合，多层结构等等）IZO,P-Si,Cu/Ni/Cu-Ni,PEDOT,ZnO/GZO,Zn-In-Sn-O,ITO-Nidoped,etc.OLED阴极改善的最新进展对于阴极的改善来说主要是还是从降低电子注入势垒提高电子注入效率入手。最新的论文报道过的材料有：（合金型阴极、层状阴极、复合阴极）ITO-Csdoped,ITO-12CaO·7Al2O3,CNTYb,LiF/Yb:Ag,Li3PO4/Al,Ag/Alq/Ag/Alq,Mg:Ag,Ca/Ag,Ag/Al,Ba/Al/ITO,YbF3/Al,etc.论文详解在OLED的阴极和有机层界面上使用CNT的研究LawrenceBerkeleyNationalLaboratory,Berkeley,California94720,USA2009前言作为阴极需要更高的电子注入效率—低功函，而对于较低功函数的金属（Mg,Ca,Li）来说，他们又有两大缺点：不稳定，易与空气中的水和氧气反应在阴极和有机层界面上容易引起淬灭而降低器件效率和稳定性为了寻找一个功函数低且稳定的材料或结构作为阴极，本文使用了CNT作为阴极和有机层之间的缓冲层对器件的改善起到了良好的改善效果。器件制造制作顺序ITO玻璃NPB/Alq

热蒸发或MEH-PPV旋涂干燥PEDOT:PSS，旋涂干燥SWCNT旋涂如果有LiF层，热蒸发Al热蒸发具体细节和条件，不作详细介绍了器件结构实验结果与讨论两种器件结构中，CNT层的加入，电流密度增加，阈值电压降低（2.0V降至1.8V）Ca的加入开启电压降低（3V降至2V）由图C，CNT的加入，亮度明显增加器件结构：ITO/PEDOT:PSS/MEH-PPV/CNT/Ca/Al.ITO/PEDOT:PSS/MEH-PPV//Ca/Al电流密度和亮度的变化由图可见：在阴极和有机层界面之间加入CNT后，电流密度和亮度都有明显增加。由此可以判断电子注入效率上升了根据Fowler-Nordheim隧穿理论，在阴极有机层界面上的电流密度很大程度上取决于此处的局域电场强度的大小。所以可以判断加入CNT之后此处场强会明显增加。器件结构：ITO/PEDOT:PSS/NPB/Alq3/CNT/LiF/AlITO/PEDOT:PSS/NPB/Alq3//LiF/Al电场强度计算验证此图是CNT管径和场强的关系，数值是由Poisson方程计算得到。没有CNT的情况下电场强度为1*108v/m,加入CNT后场强明显增加，由图随着纳米管直径增加而略有上升。由此也证实了上页隧穿理论的分析。发光层Alq3的XES和XAS变化XES没有明显变化说明Alq3的HOMO没有明显变化CNT加入之后，XAS光谱有0.3eV的下降，意味着LUMO有所降低由此我们判断，电子注入效率和电流密度的增加不仅仅是因为局部电场强度的增加而且还有电子势垒的降低的原因。具体原因可能是由于CNT的加入使得分子极化的状态被改变而引起得表面态变化所引起的。微观机理仍需进一步证实。<<样品结构：Glass/ITO/Alq3(200nm)Glass/ITO/Alq3(200nm)/CNT进一步证实CNT的作用对于此器件来说，由于阳极空穴势垒很大所以电流密度很小开启电压很大，一定电压范围内几乎不发光，但是CNT的加入明显改善了器件性能。electron-dominant器件Al/MEH-PPV/CNT/Ca/AlAl/MEH-PPV//Ca/Al结论不管是MEH-PPV还是Alq3作为发光层，CNT作为阴极和有机层的中间层的加入均可有效改善器件性能（电流密度，亮度，阈值电压