發(fā)布時(shí)間：2021-08-01 15:41

　　有機(jī)光電器件由于在顯示、照明、太陽(yáng)能、場(chǎng)效應(yīng)晶體管、有機(jī)傳感和有機(jī)存儲(chǔ)等領(lǐng)域的特殊應(yīng)用,吸引了從學(xué)術(shù)界到工業(yè)領(lǐng)域的極大關(guān)注。近年來(lái),這一前沿領(lǐng)域已經(jīng)取得了顯著的進(jìn)步。主動(dòng)矩陣有機(jī)電致發(fā)光二極管（OLEDs）已經(jīng)使用在了智能手機(jī)、電視和便攜設(shè)備的柔性顯示屏上并實(shí)現(xiàn)了商業(yè)化。與此同時(shí),溶液處理的有機(jī)光伏電池（OPVs）的功率轉(zhuǎn)化效率（PCE）已經(jīng)超過(guò)了15%,達(dá)到了商業(yè)化生產(chǎn)的基本需求。然而,有機(jī)光電子器件工作在非常規(guī)的環(huán)境條件下,如低溫、高壓以及持續(xù)光輻射的極端條件,器件的可靠性研究顯得越來(lái)越重要。與此同時(shí),極端環(huán)境下的有機(jī)光電器件測(cè)試系統(tǒng)、有機(jī)功能材料的光電性質(zhì)以及有機(jī)電子器件的物理特性、光電特性等鮮有報(bào)道。為此,本論文針對(duì)上述問(wèn)題,從有機(jī)光電器件的工作原理、光電轉(zhuǎn)換過(guò)程與機(jī)理出發(fā),開(kāi)展了極端環(huán)境下的有機(jī)光電器件的基礎(chǔ)與應(yīng)用研究。本論文首先對(duì)引起光電器件可靠性的影響因素進(jìn)行文獻(xiàn)綜述和理論分析,詳細(xì)探討了氧化、水汽、化學(xué)、溫度以及光氧化條件下有機(jī)光電器件可靠性的改善機(jī)制。器件內(nèi)單獨(dú)的有機(jī)功能層往往會(huì)因?yàn)槎喾N原因,造成半導(dǎo)體本征特性的衰退或性能的降低,同時(shí)層-層之間的相互作用以及所處的環(huán)境... 

【文章來(lái)源】：上海大學(xué)上海市 211工程院校

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【學(xué)位級(jí)別】：博士

【部分圖文】：

有機(jī)電致發(fā)光機(jī)理及發(fā)光過(guò)程示意圖

上海大學(xué)博士學(xué)位論文5傳輸層與發(fā)光層(電子傳輸層)的優(yōu)點(diǎn)，提高了器件的光電性能，器件亮度高于1000cdm-2。自柯達(dá)公司取得突破以來(lái)，越來(lái)越多的功能層被應(yīng)用到OLEDs中如圖1.2所示，如空穴注入層(holeinjectionlayer，HIL)，空穴傳輸層(holetransportlayer,HTL)，空穴阻擋層(holeblocklayer，HBL)，發(fā)光層(EML)和電子注入層(electroninjectionlayer，EIL)，電子傳輸層(electrontransportlayer，ETL),電子阻擋層(electronblocklayer，EBL)等等。已經(jīng)表明，OLEDs的電致發(fā)光效率可以通過(guò)多層器件中的載流子平衡或激子束縛增加[30,31]。電荷載流子的限制可以增加載流子的俘獲，激子的限制可以改善從主體到客體的能量轉(zhuǎn)移。除此之外，多層器件OLEDs采用串聯(lián)結(jié)構(gòu)同樣可以提高器件發(fā)光效率但功率效率有所損失。圖1.2OLEDs器件結(jié)構(gòu)的演變OLEDs器件由于出光方向的不同又可分為低發(fā)射器件與頂發(fā)射器件兩種。在大多數(shù)報(bào)道的器件結(jié)構(gòu)中，光線從襯底側(cè)(底部發(fā)射)發(fā)出，該種結(jié)構(gòu)器件制備較簡(jiǎn)單，多見(jiàn)于科研結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)研究中。此外，如果光線從最后的沉積層[32,33]逸出(頂部發(fā)射)，該結(jié)構(gòu)的器件成為頂發(fā)射器件。頂發(fā)射OLEDs結(jié)構(gòu)決定了其能夠更容易地與非透明晶體管背板集成，例如硅有源矩陣尋址；但是需要使用透明頂部電極而不是傳統(tǒng)的不透明薄金屬陰極。目前許多研究小組正在研究高度透明的頂部電極，最先進(jìn)和可靠的技術(shù)是基于半透明金屬電極薄膜而不是ITO沉積，這對(duì)于諸如顯示器的大面積器件是難以實(shí)現(xiàn)的。最近，Dobbertin等人證明了基

上海大學(xué)博士學(xué)位論文8100%的內(nèi)部量子效率[49-51]，此外，磷光材料也可用于濕法制備[52]。2012年，日本C.Adachi課題組成功研制出第三代OLEDs發(fā)光材料--熱致延遲熒光材料(TADF)，該類型材料兼顧了熒光器件長(zhǎng)壽命和磷光材料高效率的雙重優(yōu)點(diǎn)且不含重金屬，第三代有機(jī)材料因其優(yōu)異性能已引起廣泛的研究熱潮[53]。如圖1.3為OLEDs發(fā)光材料的發(fā)展歷程以及這三代材料的激子利用率對(duì)比圖；DCJTB、Btp2Ir(acac)、4CzTPN-Ph分別為具有代表性的紅色熒光、磷光、TADF發(fā)光材料。圖1.3OLEDs發(fā)光材料的發(fā)展與發(fā)光機(jī)理圖1.3.4OLEDs器件的性能參數(shù)啟亮電壓：OLEDs器件發(fā)光亮度為1cdcm2時(shí)所需要的驅(qū)動(dòng)電壓值。較小的啟亮電壓預(yù)示著器件較低的功耗，較高的功率效率。器件正常工作時(shí)對(duì)應(yīng)的電壓稱為驅(qū)動(dòng)電壓，驅(qū)動(dòng)電壓受到兩端電極的注入勢(shì)壘及有機(jī)功能材料的載流子遷移率影響。低驅(qū)動(dòng)電壓是OLEDs的特征之一。發(fā)光效率：判斷OLEDs器件的發(fā)光性能的最重要的參數(shù)。常使用的效率參數(shù)為外量子效率(EQE)，發(fā)光效率(ηL)和功率效率(ηP)。前者主要用于評(píng)價(jià)發(fā)光材料的性能優(yōu)劣，而后者是衡量整體器件功耗和能量利用率�？捎上率�(1-1)對(duì)兩者進(jìn)行換算。(1-1)LPV


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