【摘 要】
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有机发光二极管（Organic light-emitting diodes,OLEDs）具有自发光、面光源、大色域、快响应、低功耗及可柔性制备等诸多优点,在固态照明与全彩显示领域具有巨大应用前景,近年来成为科研界及产业界的研究热点。OLEDs的制备工艺主要有真空热蒸镀法及溶液成膜法两种。与真空热蒸镀法相比,溶液成膜法具有设备投入小、制备工艺简单、节约材料及适合大尺寸制备等优点,在OLEDs的制备方
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有机发光二极管（Organic light-emitting diodes,OLEDs）具有自发光、面光源、大色域、快响应、低功耗及可柔性制备等诸多优点,在固态照明与全彩显示领域具有巨大应用前景,近年来成为科研界及产业界的研究热点。OLEDs的制备工艺主要有真空热蒸镀法及溶液成膜法两种。与真空热蒸镀法相比,溶液成膜法具有设备投入小、制备工艺简单、节约材料及适合大尺寸制备等优点,在OLEDs的制备方面具有较为广阔的应用前景。使用溶液法制备OLEDs时,广泛使用的空穴注入材料为Poly（3,4-ethylenedioxythiophene）:Poly（styrenesulfonate）（PEDOT:PSS）,但其呈弱酸性、且易于吸水,严重影响OLEDs的性能与寿命。可溶液法成膜的高性能空穴注入材料的短缺成为制约溶液法制备OLEDs发展的一个难题。针对此,本论文提出采用可溶液法成膜的小尺寸氧化石墨烯（Graphene oxide,GO）及其复合物作为空穴注入层,研究了对应器件的电致发光性能,并深入分析了小尺寸GO及其复合空穴注入层OLEDs的工作机制,以及其在取代PEDOT:PSS上的潜力。具体研究工作如下:1.合成了小尺寸GO,并将其作为空穴注入层应用到OLEDs中,研究了其对器件性能的改善,并分析了相关机理。使用小尺寸GO单独作为空穴注入层,制备了基于磷光材料tris（2-phenylpyridine）iridium（III）（Ir（ppy）3）的绿光器件,器件的最大亮度、电流效率以及外量子效率分别达到了131600 cd/m2、73.14 cd/A以及20.63%,这些性能指标超过了PEDOT:PSS作为空穴注入层的对比器件。器件性能的提升可归因于小尺寸GO空穴注入层良好的成膜性、高的透过率以及与ITO阳极之间更好的能级匹配。结果显示,小尺寸GO在用作高性能的可溶液法成膜的空穴注入材料上具有巨大潜力,并且有希望取代PEDOT:PSS用于溶液法制备OLEDs。2.将锑烯量子片（Antimonene quantum sheets,AMQSs）掺杂到小尺寸GO中形成的复合物（GO/AMQSs）作为空穴注入层,并研究了其对器件性能的影响。制备了二维材料AMQSs,并将其掺杂在小尺寸GO中制备了GO/AMQSs复合空穴注入层。首先对器件结构进行了优化,并通过调节AMQSs的掺杂比例,得到了最优的复合空穴注入层。获得的最优器件的最大亮度、电流效率以及外量子效率分别达到了78930 cd/m2、71.20cd/A以及20.15%。相比于PEDOT:PSS器件或者纯GO器件,GO/AMQSs复合空穴注入层器件的性能大大提升。这可以归因于AMQSs的引入,进一步提升了GO/AMQSs复合空穴注入层的空穴注入与传输能力,证明了GO/AMQSs复合空穴注入层的可行性以及其在取代PEDOT:PSS上的巨大潜力。3.将剥离后的黑磷（Exfoliated black phosphorus,EBP）纳米片掺杂在小尺寸GO中,制备了GO/EBP复合空穴注入层,并将其应用在OLEDs中,对GO/EBP复合空穴注入层器件的性能进行了研究。通过调节EBP在小尺寸GO分散液中的掺杂比例,获得了一系列不同的GO/EBP复合空穴注入层。通过优化器件结构,最优器件的最大电流效率、外量子效率分别达到了85.94 cd/A以及24.13%,相比于纯GO器件以及PEDOT:PSS器件,GO/EBP复合空穴注入层器件性能大大提升。这可以归因于其良好的成膜性、透光性以及EBP优异的载流子传输能力,证明了GO/EBP复合空穴注入层具有优异的性能,适合用于溶液法制备OLEDs。
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