3.2.2.1. Chế tạo linh kiện điện huỳnh quang lai POSS-PF
Hỡnh 3.9. Cấu trỳc linh kiện điện huỳnh quang lai ITO//PEDOT//POSS-PF//Ca/Al.
Linh kiện điện huỳnh quang lai với cấu trỳc ITO//PEDOT//POSS-PF//Ca/Al được chế tạo theo quy trỡnh như sau:
Chuẩn bị đế ITO/thủy tinh: Đế dẫn điện trong suốt ITO/thủy tinh được làm sạch bằng cỏch lần lượt rung siờu õm trong hỗn hợp 2-propanol/nước khử ion (tỉ lệ 1:1 theo thể tớch), dung mụi toluen, aceton và nước khử ion. Sấy khụ.
Lớp tiờm lỗ trống PEDOT [Poly(3,4-ethylenedioxythiophene)] được quay phủ ly tõm lờn trờn đế ITO/thủy tinh, sau đú được sấy khụ trong chõn khụng ở 150oC trong 1 giờ để loại bỏ hết lượng vết dung mụi.
Lớp phỏt quang POSS-PF được chế tạo như sau: Bột POSS-PF được sấy khụ trong chõn khụng ở 60oC trong 24 giờ, rồi hũa tan trong dung mụi toluen với nồng độ 10 mg/ml. Sau đú dung dịch POSS-PF này được quay phủ ly tõm lờn trờn lớp màng mỏng PEDOT đó chế tạo và được làm khụ trong chõn khụng ở 50oC qua đờm. Độ dày lớp màng vật liệu lai POSS-PF này vào khoảng 100 nm.
91
Điện cực Ca/Al: Một lớp 35 nm Ca và 100 nm Al kim loại được bốc bay nhiệt trong chõn khụng 10-8
mbar lờn trờn cựng để tạo thành điện cực catốt cho linh kiện OLED. Diện tớch hoạt động của linh kiện là 4 mm2
.
3.2.2.2. Đặc tuyến dũng - điện thế (I-V)
Đặc tuyến I-V của linh kiện với cấu trỳc ITO/PEDOT/PF/Ca/Al và linh kiện chứa lớp vật liệu lai ITO/PEDOT/ POSS-PF/Ca/Al được trỡnh bày trờn hỡnh 3.10.
Hỡnh 3.10. Đặc tuyến I-V của cỏc điốt ITO/PEDOT/PF/Ca/Al và ITO/PEDOT/ POSS-PF/Ca/Al ở T=300K
So sỏnh đặc tuyến I-V của hai loại linh kiện cú thể nhận thấy, điện ỏp mở (điện ỏp hoạt động) của điụt tổ hợp POSS-PF (~ 3V) nhỏ hơn so với điện ỏp mở của điốt PF (~ 4V). Mặt khỏc, mật độ dũng của chỳng cũng cao hơn tại điện ỏp cao hơn. Điều này chứng tỏ khả năng tiờm hạt tải được cải thiện. Cú thể giải thớch bởi hai nhõn tố sau, thứ nhất là vỡ tiếp xỳc giữa điện cực và vật liệu lai tốt hơn, tạo ra tiếp xỳc Ohmic với điện cực và thứ hai là cỏc lỗ hổng thường gặp ở màng mỏng polymer thuần khiết (bẫy hạt tải) được lấp đầy bởi thành phần vụ cơ POSS, cho nờn đó giảm thiểu cỏc bẫy hạt tải trong vật liệu tổ hợp POSS-PF.
92
3.2.2.3. Đặc tuyến huỳnh quang - điện thế (L-V) và hiệu suất huỳnh quang
Đặc tuyến L-V của linh kiện với cấu trỳc ITO/PEDOT/PF/Ca/Al và ITO/PEDOT/POSS-PF/Ca/Al được trỡnh bày trờn hỡnh 3.11. Phổ điện huỳnh quang cũng tương tự như phổ quang huỳnh quang cho thấy bản chất phỏt quang của vật liệu. Độ chúi của linh kiện polymer PF thuần đạt giỏ trị cực đại là 1650 cd/m2
, trong khi độ chúi của linh kiện lai POSS-PF đạt giỏ trị cực đại cao hơn hẳn là 4250 cd/m2.
Hỡnh 3.11. Đặc tuyến L-V của cỏc điốt ITO/PEDOT/PF/Ca/Al và ITO/PEDOT/ POSS-PF/Ca/Al ở T=300K
Hiệu suất huỳnh quang phụ thuộc điện thế của cỏc điốt ITO/PEDOT/PF/Ca/Al và ITO/PEDOT/ POSS-PF/Ca/Al được so sỏnh trờn hỡnh 3.12. Giỏ trị hiệu suất huỳnh quang của linh kiện lai POSS-PF đạt cực đại là 0,36 cd/A cao hơn hẳn của linh kiện polymer PF thuần khiết là 0,26 cd/A. Nếu so sỏnh cỏc kết quả thu được từ nhúm nghiờn cứu Rong-Ho Lee [83] trờn đối tượng vật liệu lai tương tự POSS:MEH-PPV (tỉ lệ 5% POSS theo khối lượng) thỡ thấy rằng việc kết hợp POSS và MEH-PPV cũng làm tăng hiệu suất huỳnh quang của linh kiện vật liệu polymer thuần lờn từ 0,78 cd/A so với 0,83 cd/A của vật liệu lai. Như vậy, việc thờm vật liệu vụ cơ POSS vào nền vật liệu bỏn dẫn hữu cơ polymer PF đó làm tăng đỏng kể hiệu suất phỏt quang của linh kiện lai so với linh kiện polymer PF thuần.
93
Điều này cú thể giải thớch là do khả năng tiờm hạt tải điện tốt hơn từ điện cực vỡ tiếp xỳc giữa giao diện điện cực/vật liệu lai được cải thiện. Mặt khỏc, khả năng truyền hạt tải trong vật liệu lai POSS-PF cũng tốt hơn liờn quan đến chất lượng của màng tổ hợp tốt hơn do giảm bớt được sự tạo thành cỏc lỗ hổng trờn màng so với màng polymer thuần.
Hỡnh 3.12. Đặc tuyến hiệu suất huỳnh quang - điện thế của cỏc điốt ITO/PEDOT/PF/Ca/Al và ITO/PEDOT/ POSS-PF/Ca/Al ở T=300K