一种测量有多层发光层的OLED器件中电子有效迁移率的方法技术

本发明专利技术属于有机光电子技术领域，具体为一种测量含有发光层的OLED器件中电子有效迁移率的方法。本发明专利技术测试机理在于OLED中，电子、空穴的注入势垒和迁移率都有所差异，使用不同脉宽的方波脉冲电流驱动OLED，通过分析OLED的电流波形和发射光谱可以得出电子有效穿过某一发光层所需的时间；如果已知该发光层的厚度和OLED内的电场强度，就可以根据计算公式得到电子的有效迁移率。

【技术实现步骤摘要】
一种测量有多层发光层的OLED器件中电子有效迁移率的方法
本专利技术属于有机光电子
，具体涉及一种测量含有发光层的OLED器件中电子有效迁移率的方法。
技术介绍
OLED是新一代的有机发光器件，目前被广泛应用在手机、电视等显示领域。随着技术的不断发展，白光OLED开始进入人们的视野，并有望成为未来普通照明用的光源。OLED是直流驱动的器件，工作时电子和空穴分别从阴极和阳极注入到OLED内部，经过载流子的输运层后到达发光层，实现复合发光。OLED的光电性能与载流子的注入及输运情况有着密切的联系。由于不同层所采用的材料不同，所以电子和空穴的注入和输运情况也不相同。而且，由于OLED器件内部不可避免的存在一些缺陷和非辐射复合中心，所以载流子的输运及复合过程也会不可避免的受到影响。特别当器件加工工艺不当，或器件长时间老化后，上述缺陷和非辐射复合中心都会大幅增加，会显著影响载流子的输运，从而影响OLED的性能。因此，测量OLED中载流子的输运情况对于判断OLED器件加工的质量和最终性能，找出制约OLED性能提升的因素是十分重要的。目前，测量有机光电子器件中载流子迁移率的方法主要有：1.飞行时间法将待测材料制成具有一定厚度的样品，放在两个电极之间，利用一个瞬态光照射电极的一端，使其产生载流子，载流子在外加电场的作用下进行输运。根据样品厚度、载流子到达电极另一端的时间，可以计算出迁移率。2.空间限制电流法该方法通过测量无陷阱条件下稳态空间限制电流，再根据有机材料的暗电流j-电压U曲线可以推理得到载流子的迁移率。3.注入型瞬时暗电流法该方法是通过注入载流子，测量暗态下载流子的空间电荷限制电流的瞬态行为来推测载流子的迁移率。4.瞬态电致发光法该方法与注入型瞬态暗电流方法类似，瞬态电致发光也是利用脉冲波产生瞬态电压。但本方法是收集瞬态发光信号，而不是电流信号。有机电致发光器件在瞬态电压的驱动下给出光发射，使用高响应的硅基光电倍增管来检测器件发出的光，并存储于示波器。通过检测到的瞬态电致发光时间便可以计算载流子的迁移率。不难看出，上述测试方法主要针对单一材料在较为理想的状况下的载流子的输运情况进行测量；而OLED是一个由多层有机材料构成的器件，不同层的所用的材料及厚度都不相同，层内部的缺陷等情况也较为复杂，因此，这些方法并不适用于OLED器件。在本专利技术中，我们将提供一种可以直接测量OLED器件中电子有效迁移率的方法。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种能够客观反映OLED器件中缺陷状况的直接测量含有多层（即两层或两层以上）发光层的OLED器件中电子有效迁移率的方法。本专利技术提供的测量层含有多层发光层的OLED器件中电子有效迁移率的方法，具体步骤如下：步骤1：将待测OLED放入测试腔中；步骤2：用驱动电源给OLED供电，用电参数采集设备、光参数采集设备、热参数采集设备分别采集OLED的光特性、电特性、热特性；包括：电参数采集设备采集到OLED工作时电压的有效值V，光参数采集设备采集到OLED所发出的光谱，并记录下不同光谱出现时所对应的方波脉冲电流的脉宽，据此计算出电子有效通过OLED内部某一发光层的有效通过时间τ；热参数采集设备采集到OLED的工作温度；步骤3：根据上述采集到的电参数和光参数数据，和OLED结构数据，根据公式计算得到电子的有效迁移率。其中，所述的OLED，其结构包括阴极、载流子层、发光层和阳极；所述载流子层包括电子注入层、电子迁移层、空穴阻挡层、空穴注入层、空穴迁移层、电子阻挡层中的几种或全部；所述发光层的层数可以是两层，也可以是更多层。进一步的，步骤1中所述的测试腔可以是光通球，也可以是其他内壁涂白或涂黑的密闭腔体。进一步的，步骤2中所述的驱动电源为恒电流源，可以输出脉宽为0-10μs，幅度为0-500mA的方波脉冲电流。所述电参数采集设备包括示波器、电压探头、电流探头。所述光参数采集设备为光谱仪，其所用感光器件为CCD或ICCD或光电倍增管，能够测量200nm–900nm的辐射。所述热参数采集设备为热电偶，能够测量-20℃-100℃的温度。进一步的，步骤2中，测试开始时，所述驱动电源输出方波脉冲电流，其幅值为待测OLED的额定电流值，脉宽初始值可设为0-10ns；测试开始后，保持所述方波脉冲电流的幅值不变，逐渐增加脉宽。在OLED中，空穴的注入势垒小于电子注入势垒，空穴的迁移率大于电子迁移率。因此，在测试开始时，大量空穴被快速注入到OLED内部，而电子的注入数量少，注入速度慢。此时，电子要么无法到达OLED的发光层，只能在载流子层与空穴、缺陷和非辐射复合中心复合；要么电子能够到达载流子层和发光层的交界处，但只能先与该界面上的缺陷和非辐射复合中心符合。在上述两种情况中，电参数采集设备可以检测到OLED中有脉冲电流流过，并得到OLED工作时电压的有效值V。但光参数采集系统采集不到任何光谱。随着所述方波脉冲电流的脉宽增加，注入的电子数量越来越多，电子在OLED器件中注入的深度增加，与缺陷和非辐射复合中心的复合逐渐达到饱和，一些电子开始到达OLED的发光层内部与空穴复合发光。这时，光参数采集系统可以采集到OLED所发出的光谱。如果发光层有两层，随着所述方波脉冲电流的脉宽的增加，电子先到达距离阴极最近的发光层，然后再到达距离阴极第二近的发光层；此时，光参数采集系统会依次采集到对应的光谱。发光层为多层的情况以此类推。记录下不同光谱出现时所对应的方波脉冲电流的脉宽，据此就可以计算出电子有效通过OLED内部某一发光层的有效通过时间。进一步的，所述的有效通过时间的具体计算方法为：（一）发光层为两层（发光层1、发光层2）所述的光参数采集设备恰好能够探测到发光层1所发出的光谱，则记录此时的方波脉冲电流的脉宽为t1。增加脉宽，直到所述光参数采集设备恰好能够探测到发光层2所发出的光谱，记录此时的方波脉冲电流的脉宽为t2。那么电子通过发光层1的有效通过时间τ=t2-t1。（二）发光层为多层（发光层1、发光层2……发光层n）所述的光参数采集设备恰好能够探测到发光层n所发出的光谱，则记录此时的方波脉冲电流的脉宽为tn。增加脉宽，直到所述光参数采集设备恰好能够探测到发光层n+1所发出的的光谱，记录此时的方波脉冲电流的脉宽为tn+1。那么电子通过发光层n的有效通过时间τ=tn+1-tn。进一步的，所述的热电偶用来检测待测OLED的工作温度，测试时应保证所述工作温度变化在±1℃以内。进一步的，步骤3中所述的OLED的结构数据包括：OLED总厚度，电子所通过的发光层的厚度d；为电子有效迁移率的计算公式为：其中，τ为所述的有效通过时间，V为所述电参数采集设备所采集到的OLED工作时电压的有效值。本专利技术的测试方法考虑了OLED器件中的缺陷、非辐射复合等因素，能够直观的描述电子在OLED器件中有效的迁移情况。附图说明图1测试电路示意图。图2待测OLED结构示意图。图3OLED工作电流示意图。具体实施方式下面结合附图对本专利技术的具体实施方式做详细的说明。如图1所示，待测OLED101放入光通球102中，最后整体放入恒温箱103中。OLED由可编程电流源104驱动工作，工作的电流和电压由示波器和相应探头105采集得到，发射光谱由光谱仪系统10本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种测量层含有多层发光层的OLED器件中电子有效迁移率的方法，具体步骤如下：步骤1：将待测OLED放入测试腔中；步骤2：用驱动电源给OLED供电，用电参数采集设备、光参数采集设备、热参数采集设备分别采集OLED的光特性、电特性、热特性；包括：电参数采集设备采集到OLED工作时电压的有效值V；光参数采集设备采集到OLED所发出的光谱，并记录下不同光谱出现时所对应的方波脉冲电流的脉宽，据此计算出电子有效通过OLED内部某一发光层的有效通过时间τ；热参数采集设备采集到OLED的工作温度；步骤3：根据上述采集到的电参数和光参数数据，和OLED结构数据：OLED总厚度，电子所通过的发光层的厚度d，根据公式计算得到电子的有效迁移率：。

【技术特征摘要】
1.一种测量层含有多层发光层的OLED器件中电子有效迁移率的方法，具体步骤如下：步骤1：将待测OLED放入测试腔中；步骤2：用驱动电源给OLED供电，用电参数采集设备采集OLED的电特性、用光参数采集设备采集OLED的光特性、用热参数采集设备采集OLED的热特性；包括：电参数采集设备采集到OLED工作时电压的有效值V；光参数采集设备采集到OLED所发出的光谱，并记录下不同光谱出现时所对应的方波脉冲电流的脉宽，据此计算出电子有效通过OLED内部某一发光层的有效通过时间τ；热参数采集设备采集到OLED的工作温度；步骤3：根据上述采集到的电参数和光参数数据，和OLED结构数据：OLED总厚度，电子所通过的发光层的厚度d，根据公式计算得到电子的有效迁移率：。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述的OLED，其结构包括阴极、载流子层、发光层和阳极；所述载流子层包括电子注入层、电子迁移层、空穴阻挡层、空穴注入层、空穴迁移层、电子阻挡层中的几种或全部。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：步骤1中所述的测试腔是光通球，或者是其他内壁涂白或涂黑的密闭腔体。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：步骤2中所述的驱动电源为恒电流源，输出脉宽为0-10ms、幅度为0-500mA的方波脉冲电流；所述电参数采集设备包括示波器、电压探头和电流探头；所述光参数采集设备为光谱仪，其所用感光器件为CCD或ICCD或光电倍增管，能够测量200nm–900nm的辐射；所述热参数采集设备为热电偶，能够测量-20℃-100℃的温度。5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：步骤2中，测试开始时，所述驱动电源输出方波脉冲电流，其幅值为待...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘洋，陈育明，
申请(专利权)人：复旦大学，
类型：发明
国别省市：上海;31