一種測(cè)量有多層發(fā)光層的oled器件中電子有效遷移率的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于有機(jī)光電子技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種測(cè)量含有發(fā)光層的0L邸器件中 電子有效遷移率的方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 0L邸是新一代的有機(jī)發(fā)光器件，目前被廣泛應(yīng)用在手機(jī)、電視等顯示領(lǐng)域。隨著技 術(shù)的不斷發(fā)展，白光0L邸開始進(jìn)入人們的視野，并有望成為未來普通照明用的光源。
[000引 0LED是直流驅(qū)動(dòng)的器件，工作時(shí)電子和空穴分別從陰極和陽極注入到0L邸內(nèi)部， 經(jīng)過載流子的輸運(yùn)層后到達(dá)發(fā)光層，實(shí)現(xiàn)復(fù)合發(fā)光。0L邸的光電性能與載流子的注入及輸 運(yùn)情況有著密切的聯(lián)系。由于不同層所采用的材料不同，所W電子和空穴的注入和輸運(yùn)情 況也不相同。而且，由于0L邸器件內(nèi)部不可避免的存在一些缺陷和非福射復(fù)合中也，所W 載流子的輸運(yùn)及復(fù)合過程也會(huì)不可避免的受到影響。特別當(dāng)器件加工工藝不當(dāng)，或器件長(zhǎng) 時(shí)間老化后，上述缺陷和非福射復(fù)合中也都會(huì)大幅增加，會(huì)顯著影響載流子的輸運(yùn)，從而影 響0L邸的性能。因此，測(cè)量0L邸中載流子的輸運(yùn)情況對(duì)于判斷0L邸器件加工的質(zhì)量和最 終性能，找出制約0L邸性能提升的因素是十分重要的。
[0004]目前，測(cè)量有機(jī)光電子器件中載流子遷移率的方法主要有： 1.飛行時(shí)間法 將待測(cè)材料制成具有一定厚度的樣品，放在兩個(gè)電極之間，利用一個(gè)瞬態(tài)光照射電極 的一端，使其產(chǎn)生載流子，載流子在外加電場(chǎng)的作用下進(jìn)行輸運(yùn)。根據(jù)樣品厚度、載流子到 達(dá)電極另一端的時(shí)間，可W計(jì)算出遷移率。
[000引 2.空間限制電流法 該方法通過測(cè)量無陷阱條件下穩(wěn)態(tài)空間限制電流，再根據(jù)有機(jī)材料的暗電流j-電壓U 曲線可W推理得到載流子的遷移率。
[0006] 3.注入型瞬時(shí)暗電流法 該方法是通過注入載流子，測(cè)量暗態(tài)下載流子的空間電荷限制電流的瞬態(tài)行為來推測(cè) 載流子的遷移率。
[0007] 4.瞬態(tài)電致發(fā)光法 該方法與注入型瞬態(tài)暗電流方法類似，瞬態(tài)電致發(fā)光也是利用脈沖波產(chǎn)生瞬態(tài)電壓。 但本方法是收集瞬態(tài)發(fā)光信號(hào)，而不是電流信號(hào)。有機(jī)電致發(fā)光器件在瞬態(tài)電壓的驅(qū)動(dòng)下 給出光發(fā)射，使用高響應(yīng)的娃基光電倍增管來檢測(cè)器件發(fā)出的光，并存儲(chǔ)于示波器。通過檢 測(cè)到的瞬態(tài)電致發(fā)光時(shí)間便可W計(jì)算載流子的遷移率。
[0008] 不難看出，上述測(cè)試方法主要針對(duì)單一材料在較為理想的狀況下的載流子的輸運(yùn) 情況進(jìn)行測(cè)量；而0L邸是一個(gè)由多層有機(jī)材料構(gòu)成的器件，不同層的所用的材料及厚度都 不相同，層內(nèi)部的缺陷等情況也較為復(fù)雜，因此，該些方法并不適用于0L邸器件。在本發(fā)明 中，我們將提供一種可W直接測(cè)量0L邸器件中電子有效遷移率的方法。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0009] 本發(fā)明的目的在于提供一種能夠客觀反映0LED器件中缺陷狀況的直接測(cè)量含有 多層（即兩層或兩層W上）發(fā)光層的0L邸器件中電子有效遷移率的方法。
[0010] 本發(fā)明提供的測(cè)量層含有多層發(fā)光層的0LED器件中電子有效遷移率的方法，具 體步驟如下： 步驟1 ;將待測(cè)0LED放入測(cè)試腔中； 步驟2 ;用驅(qū)動(dòng)電源給0LED供電，用電參數(shù)采集設(shè)備、光參數(shù)采集設(shè)備、熱參數(shù)采集設(shè) 備分別采集0LED的光特性、電特性、熱特性；包括；電參數(shù)采集設(shè)備采集到0LED工作時(shí)電 壓的有效值V，光參數(shù)采集設(shè)備采集到0LED所發(fā)出的光譜，并記錄下不同光譜出現(xiàn)時(shí)所對(duì) 應(yīng)的方波脈沖電流的脈寬，據(jù)此計(jì)算出電子有效通過0L邸內(nèi)部某一發(fā)光層的有效通過時(shí) 間X ;熱參數(shù)采集設(shè)備采集到0L邸的工作溫度； 步驟3 ;根據(jù)上述采集到的電參數(shù)和光參數(shù)數(shù)據(jù)，和0LED結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)，根據(jù)公式計(jì)算得到 電子的有效遷移率。
[0011] 其中，所述的0L邸，其結(jié)構(gòu)包括陰極、載流子層、發(fā)光層和陽極；所述載流子層包 括電子注入層、電子遷移層、空穴阻擋層、空穴注入層、空穴遷移層、電子阻擋層中的幾種或 全部；所述發(fā)光層的層數(shù)可W是兩層，也可W是更多層。
[0012] 進(jìn)一步的，步驟1中所述的測(cè)試腔可W是光通球，也可W是其他內(nèi)壁涂白或涂黑 的密閉腔體。
[0013] 進(jìn)一步的，步驟2中所述的驅(qū)動(dòng)電源為恒電流源，可W輸出脈寬為0-10 US，幅度 為0-500mA的方波脈沖電流。所述電參數(shù)采集設(shè)備包括示波器、電壓探頭、電流探頭。所述 光參數(shù)采集設(shè)備為光譜儀，其所用感光器件為CCD或ICCD或光電倍增管，能夠測(cè)量200nm -900nm的福射。所述熱參數(shù)采集設(shè)備為熱電偶，能夠測(cè)量-2(TC-10(rC的溫度。
[0014] 進(jìn)一步的，步驟2中，測(cè)試開始時(shí)，所述驅(qū)動(dòng)電源輸出方波脈沖電流，其幅值為待 測(cè)0LED的額定電流值，脈寬初始值可設(shè)為O-lOns ;測(cè)試開始后，保持所述方波脈沖電流的 幅值不變，逐漸增加脈寬。在0L邸中，空穴的注入勢(shì)壘小于電子注入勢(shì)壘，空穴的遷移率大 于電子遷移率。因此，在測(cè)試開始時(shí)，大量空穴被快速注入到0L邸內(nèi)部，而電子的注入數(shù)量 少，注入速度慢。此時(shí)，電子要么無法到達(dá)0L邸的發(fā)光層，只能在載流子層與空穴、缺陷和 非福射復(fù)合中也復(fù)合；要么電子能夠到達(dá)載流子層和發(fā)光層的交界處，但只能先與該界面 上的缺陷和非福射復(fù)合中也符合。在上述兩種情況中，電參數(shù)采集設(shè)備可W檢測(cè)到0L邸中 有脈沖電流流過，并得到0LED工作時(shí)電壓的有效值V。但光參數(shù)采集系統(tǒng)采集不到任何光 譜。隨著所述方波脈沖電流的脈寬增加，注入的電子數(shù)量越來越多，電子在0LED器件中注 入的深度增加，與缺陷和非福射復(fù)合中也的復(fù)合逐漸達(dá)到飽和，一些電子開始到達(dá)0L邸的 發(fā)光層內(nèi)部與空穴復(fù)合發(fā)光。該時(shí)，光參數(shù)采集系統(tǒng)可W采集到0L邸所發(fā)出的光譜。如果 發(fā)光層有兩層，隨著所述方波脈沖電流的脈寬的增加，電子先到達(dá)距離陰極最近的發(fā)光層， 然后再到達(dá)距離陰極第二近的發(fā)光層；此時(shí)，光參數(shù)采集系統(tǒng)會(huì)依次采集到對(duì)應(yīng)的光譜。發(fā) 光層為多層的情況W此類推。記錄下不同光譜出現(xiàn)時(shí)所對(duì)應(yīng)的方波脈沖電流的脈寬，據(jù)此 就可W計(jì)算出電子有效通過0L邸內(nèi)部某一發(fā)光層的有效通過時(shí)間。
[0015] 進(jìn)一步的，所述的有效通過時(shí)間的具體計(jì)算方法為： (一）發(fā)光層為兩層(發(fā)光層1、發(fā)光層2) 所述的光參數(shù)采集設(shè)備恰好能夠探測(cè)到發(fā)光層1所發(fā)出的光譜，則記錄此時(shí)的方波脈 沖電流的脈寬為ti。增加脈寬，直到所述光參數(shù)采集設(shè)備恰好能夠探測(cè)到發(fā)光層2所發(fā) 出的光譜，記錄此時(shí)的方波脈沖電流的脈寬為*2。那么電子通過發(fā)光層1的有效通過時(shí)間 T =t2-ti。
[0016] (二）發(fā)光層為多層(發(fā)光層1、發(fā)光層2......發(fā)光層n) 所述的光參數(shù)采集設(shè)備恰好能夠探測(cè)到發(fā)光層n所發(fā)出的光譜，則記錄此時(shí)的方波脈 沖電流的脈寬為t。。增加脈寬，直到所述光參數(shù)采集設(shè)備恰好能夠探測(cè)到發(fā)光層n+1所發(fā) 出的的光譜，記錄此時(shí)的方波脈沖電流的脈寬為tw。那么電子通過發(fā)光層n的有效通過時(shí) 間 T=tw_t。。
[0017] 進(jìn)一步的，所述的熱電偶用來檢測(cè)待測(cè)0L邸的工作溫度，測(cè)試時(shí)應(yīng)保證所述工作 溫度變化在±rcw內(nèi)。
[001引進(jìn)一步的，步驟3中所述的0L邸的結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)包括；0LED總厚度 ，電子所通過的發(fā)光層的厚度d ;興《為電子有效遷移率辟g的計(jì)算公式為： -d