電子注人是通過陰極的費(fèi)米能級向有機(jī)材料
發(fā)布時(shí)間:2019/4/16 21:44:25 訪問次數(shù):8163
在OLED器件中,電子注人是通過陰極的費(fèi)米能級向有機(jī)材料的LUMo能級注人實(shí)現(xiàn)。因此,陰極費(fèi)米能級與有機(jī)材料LUMO能級之差是電子注入勢壘的主要來源。由于陰極與相鄰有機(jī)材料形成的電接觸不同,形成的注人勢壘也有多種情況,相應(yīng)地,OLED中的電子注入可有多種機(jī)制,具體情形可參考第二章的相關(guān)內(nèi)容。研究表明,電子注入勢壘高,可導(dǎo)致oLED 器件注人效率偏低,使得器件的驅(qū)動電壓較高,功率效率較低阝到。為了降低電子注人勢壘,與有機(jī)材料較高的LUMO能級(通常在9.1~-3,2eV范圍)相匹配,陰極一般采取功函數(shù)較小亦即費(fèi)米能級較高的材料,如,堿金屬、堿土金屬,包括鋰、鎂、鋁等。但是,這些較小功函數(shù)的金屬由于過于活潑而很難操作;制各成器件后,電極穩(wěn)定性也較差。一個(gè)較好的解決辦法是采用活潑金屬與惰性金屬的合金形式,這樣的組分既能提供較低的功函數(shù),又具有較小的活性。
體積比為10的鎂銀合金是最為常見的OLED陰極材料,其中的金屬鎂由于功函數(shù)較小,用來提供由陰極向電子傳輸層的電子注人。銀的功函數(shù)較,它在Mg∶Ag電極中的作用包括兩個(gè)方面:第一,它可以改善陰極的穩(wěn)定性,使其不易被氧化;第二,它還使得金屬電極與電子傳輸層的附著力增強(qiáng),改善界面特性。鎂金屬單獨(dú)在有機(jī)材料之上制備的電極,顏色呈黑灰色,很容易被擦掉;而以Mg從g在有機(jī)材料之上制備的電極,顏色呈銀的金屬光澤,不能被擦掉及被剝離。鋰的功函數(shù)較低⑿。9eV),是能級較為匹配的電子注人電極。但是鋰非;顫,在大氣中不穩(wěn)定,并且鋰原子還會向電子傳輸材料Alq3擴(kuò)散,導(dǎo)致熒光猝滅并發(fā)生化學(xué)反應(yīng),因此不適合用作oLED的陰極。含鋰1%的鋰鋁合金被成功地用作OLED陰極。在該陰極蒸鍍之前,先蒸鍍一層CuPc來保護(hù)有機(jī)層,一方面免受蒸鍍電極所需要的高溫影響,另一方面防止鋰原子向電子傳輸材料的擴(kuò)散。以CuPc/LiAl方法制各的陰極,表現(xiàn)出與Mg∶Ag電極相同的器件性能u刨ε
在OLED器件中,電子注人是通過陰極的費(fèi)米能級向有機(jī)材料的LUMo能級注人實(shí)現(xiàn)。因此,陰極費(fèi)米能級與有機(jī)材料LUMO能級之差是電子注入勢壘的主要來源。由于陰極與相鄰有機(jī)材料形成的電接觸不同,形成的注人勢壘也有多種情況,相應(yīng)地,OLED中的電子注入可有多種機(jī)制,具體情形可參考第二章的相關(guān)內(nèi)容。研究表明,電子注入勢壘高,可導(dǎo)致oLED 器件注人效率偏低,使得器件的驅(qū)動電壓較高,功率效率較低阝到。為了降低電子注人勢壘,與有機(jī)材料較高的LUMO能級(通常在9.1~-3,2eV范圍)相匹配,陰極一般采取功函數(shù)較小亦即費(fèi)米能級較高的材料,如,堿金屬、堿土金屬,包括鋰、鎂、鋁等。但是,這些較小功函數(shù)的金屬由于過于活潑而很難操作;制各成器件后,電極穩(wěn)定性也較差。一個(gè)較好的解決辦法是采用活潑金屬與惰性金屬的合金形式,這樣的組分既能提供較低的功函數(shù),又具有較小的活性。
體積比為10的鎂銀合金是最為常見的OLED陰極材料,其中的金屬鎂由于功函數(shù)較小,用來提供由陰極向電子傳輸層的電子注人。銀的功函數(shù)較,它在Mg∶Ag電極中的作用包括兩個(gè)方面:第一,它可以改善陰極的穩(wěn)定性,使其不易被氧化;第二,它還使得金屬電極與電子傳輸層的附著力增強(qiáng),改善界面特性。鎂金屬單獨(dú)在有機(jī)材料之上制備的電極,顏色呈黑灰色,很容易被擦掉;而以Mg從g在有機(jī)材料之上制備的電極,顏色呈銀的金屬光澤,不能被擦掉及被剝離。鋰的功函數(shù)較低⑿。9eV),是能級較為匹配的電子注人電極。但是鋰非;顫,在大氣中不穩(wěn)定,并且鋰原子還會向電子傳輸材料Alq3擴(kuò)散,導(dǎo)致熒光猝滅并發(fā)生化學(xué)反應(yīng),因此不適合用作oLED的陰極。含鋰1%的鋰鋁合金被成功地用作OLED陰極。在該陰極蒸鍍之前,先蒸鍍一層CuPc來保護(hù)有機(jī)層,一方面免受蒸鍍電極所需要的高溫影響,另一方面防止鋰原子向電子傳輸材料的擴(kuò)散。以CuPc/LiAl方法制各的陰極,表現(xiàn)出與Mg∶Ag電極相同的器件性能u刨ε
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- 電子注人是通過陰極的費(fèi)米能級向有機(jī)材料
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