有机电致发光器件有机界面的等离子体修饰技术和机理研究

本项目拟用等离子体浸没式离子注入（PIII）和等离子体引发表面接枝方法，分别对有机电致发光器件（OLED）的电极/有机界面和有机/有机界面进行界面改性研究，通过优化等离子体气氛对PIII离子注入选择性和等离子体引发表面接枝基团选择性的控制，实现电极/有机界面能级结构调制，以及有机/有机界面化学键交联，消除界面处电荷注入和电荷传导势垒，增强界面粘合力和密封性，解决白光OLED光源电荷注入效率和传导率低、发光强度和效率低、寿命短等关键问题，阐明PIII离子注入改性电极/有机界面，实现界面能级结构调制，以及等离子体引发表面接枝改性有机/有机界面，实现界面化学键交联的微观机理；为OLED光源实用化和产业化奠定实验和理论基础，并提供OLED光源综合性能优化的新思路、新技术和理论依据。

用等离子体浸没式离子注入（PIII）对有机电致发光器件（OLED）的ITO透明电极表面改性研究，通过优化等离子体气氛对PIII离子注入选择性的控制，提高ITO表面功函数，并改善其表面功函数的稳定性，ITO表面功函数提高幅度高达1.1eV，经过较长时间衰退后，仍然能保持0.7eV以上的增幅。大幅降低了界面处电荷注入势垒和OLED器件驱动电压，对于白光OLED光源电荷注入效率低、发光强度和效率低、寿命短等关键问题的解决提供了可产业化的技术路线和技术方案。并从原理上揭示了通过等离子体表面修饰技术实现ITO表面功函数提升和衰退的机制，为OLED光源实用化和产业化奠定实验和理论基础。.取得的主要成果：.1、使用PIII技术对商用ITO薄膜进行了表面处理，分别研究了工作气体种类、偏压大小、处理时间和脉冲宽度对ITO表面性能的影响，获得了最优化实验参数。结果表明：氧/氯PIII技术能在不明显影响ITO薄膜的结晶取向、表面电阻、透过率和表面形貌的前提下，有效地清除其表面污染，增加氧含量，并大幅提高ITO的表面功函数，同时实验也证明了氧PIII对ITO进行表面处理是要比氧感应耦合等离子体（ICP）更为有效。.2、利用各次实验得到的优化参数对ITO进行了表面处理，实验结果发现：氧/氯PIII处理后ITO的功函数能在原来的基础上（仅做超声预处理）提高1.1~1.2 eV；然而，由氧ICP处理后的ITO功函数只能在原来基础上增加0.4~0.5 eV。因此，本项目得出结论：使用氧/氯PIII方法对ITO进行表面处理，其功函数能在氧等离子体处理的基础上进一步增加，使得ITO的功函数可达到与OLED中空穴传输材料的HOMO能级相匹配的地步。.3、提出了一种表面氧化处理ITO后引起功函数升高的理论解释，即ITO通过吸附处理氛围中的氧并占据其体系中的氧空位使其浓度降低，从而降低了ITO中的载流子浓度，导致费米能级降低，从而功函数增加。这种解释对实验发现的氧PIII更有效地提高ITO表面功函数能进行合理的解释。同时，为了验证这种解释的可靠性，进行了一次额外实验，通过选择具体优化后的PIII参数对ITO进行处理，发现实验结果和提出的理论解释符合得很好。.4、氧/氯PIII处理ITO样品，稳定后的功函数增量为0.3eV和0.7eV。.5、发表SCI论文8篇，申请专利2项；培养博士1名、硕士2名