摘要：采用噴涂技術(shù)制備了石墨烯/PEDOT：PSS 復(fù)合透明導(dǎo)電薄膜，并在此基礎(chǔ)上制備了柔性黃光OLED 器件。通過(guò)設(shè)計(jì)DPVBi/Rubrene/DPVBi 勢(shì)阱結(jié)構(gòu)，可以實(shí)現(xiàn)電荷的有效陷獲，獲得穩(wěn)定明亮的黃光發(fā)射。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，適當(dāng)增加發(fā)光區(qū)的厚度，可以提升器件的發(fā)光效率和穩(wěn)定性，在12 V 時(shí)器件的效率為0.9 cd/A。該柔性黃光OLED器件在反復(fù)彎曲測(cè)試中表現(xiàn)出了良好的發(fā)光穩(wěn)定性，發(fā)光效率沒有產(chǎn)生明顯變化。

　　有機(jī)電致發(fā)光（OLED）技術(shù)具有高發(fā)光效率、質(zhì)量輕、低成本、高色純度等優(yōu)越特性而受到學(xué)術(shù)界及工業(yè)界的高度重視[1-5]。柔性有機(jī)電致發(fā)光顯示（FOLED）是在柔性襯底上制作OLED，不僅擁有傳統(tǒng)玻璃襯底OLED 的優(yōu)點(diǎn)，還比它更輕薄、更耐碰撞、更方便攜帶。此外FOLED 不僅可以采用卷對(duì)卷方式制備，還可以采用噴墨打印方式制作，顯著降低成本，有利于OLED 技術(shù)的產(chǎn)業(yè)化[6-8]。有機(jī)電致發(fā)光器件的傳統(tǒng)陽(yáng)極是氧化銦錫（ITO），這是由于ITO 具有如下優(yōu)勢(shì)：（1）具有高透過(guò)率，可達(dá)80%以上；（2）具有低表面電阻，一般在10 Ω/□；（3）具有低表面粗糙度，表面起伏為1~3 nm。而基于PET基板的柔性ITO 薄膜，其表面方阻在350~500 Ω/□，透過(guò)率可達(dá)80%。但是，ITO 中的銦材料具有毒性，價(jià)格越來(lái)越高，且ITO 薄膜具有脆性，彎曲時(shí)容易發(fā)生斷裂，從而限制了其在柔性O(shè)LED 中的應(yīng)用。石墨烯透明導(dǎo)電薄膜因其具有與柔性ITO 相當(dāng)?shù)膶?dǎo)電性和透過(guò)率，還可在反復(fù)彎曲的過(guò)程中保持穩(wěn)定的導(dǎo)電性，在有機(jī)光電方面具有廣泛的應(yīng)用前景，關(guān)于其薄膜的制備研究也受到人們的關(guān)注[9-12]。其中化學(xué)氣相沉積法（CVD）制備石墨烯方法簡(jiǎn)單，能制備出高質(zhì)量的石墨烯薄膜，同時(shí)可以實(shí)現(xiàn)大面積石墨烯薄膜的生長(zhǎng)，并可轉(zhuǎn)移到多種基體上使用。因此，本文采用化學(xué)氣相沉積法制備高質(zhì)量的石墨烯透明導(dǎo)電薄膜。另外，聚(3，4-乙烯二氧噻吩)-聚苯乙烯磺酸(PEDOT：PSS)材料具有功函數(shù)高的特點(diǎn)，是一種良好的透明薄膜導(dǎo)電材料。由于PEDOT：PSS 在彎曲時(shí)仍可以保持優(yōu)異的電學(xué)性能以及穩(wěn)定的光學(xué)性能，所以本文選擇PEDOT：PSS 對(duì)石墨烯導(dǎo)電薄膜進(jìn)行表面優(yōu)化。

　　為了實(shí)現(xiàn)高質(zhì)量的顯示，研制不同顏色的發(fā)光器件具有重要的實(shí)用意義。黃色是由一定量紅色和綠色組合而成的，黃色雖然不是三原色，但是黃色與藍(lán)色互補(bǔ)可以實(shí)現(xiàn)柔和白光發(fā)射，因此在彩色顯示中具有重要的地位。所以本文將制備的柔性石墨烯/PEDOT：PSS 復(fù)合電極應(yīng)用于黃光OLED 器件中，并系統(tǒng)研究其光電性能。

　　1 器件制備與測(cè)試

　　采用自行搭建的化學(xué)氣相沉積設(shè)備制備石墨烯。實(shí)驗(yàn)以甲烷（CH4）作為碳源，氫氣（H2）作為載氣，25 μm 厚的Cu 箔作為生長(zhǎng)基體。反應(yīng)溫度為1 000 ℃。將制備出的石墨烯薄膜通過(guò)聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）轉(zhuǎn)移到柔性聚對(duì)苯二甲酸乙二酯（PET）襯底上。采用噴涂方法在PET/石墨烯薄膜表面噴涂了一層厚度為80 nm 的PEDOT：PSS 薄膜，噴涂完成后，將加熱板溫度設(shè)置為150 ℃，加熱樣品15 min。

　　在制備好的 PET/石墨烯/PEDOT：PSS 復(fù)合薄膜基礎(chǔ)上，以真空蒸鍍法制備黃光OLED 器件。器件以N，N’-diphenyl-N，N’-bis(1-naphthyl)-(1，1’-biphenyl)-4，4’-diamine (NPB) 作為空穴傳輸層， 以4，4’-bis(2，2’-diphenylvinyl)-1，1’-biphenyl (DPVBi) 與5，6，11，12-tetraphenylnapthacene (Rubrene) 交替蒸鍍兩層作為發(fā)光層，以4，7-Diphenyl-1，10-phenanthroline(Bphen)作為空穴阻擋層，最后蒸鍍復(fù)合陰極氟化鋰（LiF）/Al，以提高電子注入效率。器件結(jié)構(gòu)如圖1（a）所示。本文所用到的有機(jī)材料均購(gòu)于Aglaia。器件的發(fā)光面積為5 mm×5 mm，器件中所用到的有機(jī)材料化學(xué)結(jié)構(gòu)如圖1（b）所示。

　　為了獲得高亮度、高效率的基于石墨烯的黃光器件，本文對(duì)功能層DPVBi 和Rubrene 厚度進(jìn)行了優(yōu)化，器件的結(jié)構(gòu)包括如下三種（樣品號(hào)為C1，C2，C3）：

　　C1：Graphene/PEDOT/NPB(40 nm)/DPVBi(10 nm)/Rubrene(3 nm)/DPVBi(10 nm)/Rubrene(3 nm)/Bphen(40 nm)/LiF/Al

　　C2：Graphene/PEDOT/NPB(40 nm)/DPVBi(20 nm)/Rubrene(3 nm)/DPVBi(20 nm)/Rubrene(3 nm)/Bphen(40 nm)/LiF/Al

　　C3：Graphene/PEDOT/NPB(40 nm)/DPVBi(20 nm)/Rubrene(1 nm)/DPVBi(20 nm)/Rubrene(1 nm)/Bphen(40 nm)/LiF/Al

　　分別對(duì)三組器件進(jìn)行性能測(cè)試，采用日立F4600熒光光譜儀獲得其電致發(fā)光光譜，采用TopconSR-3A 分光輻射光度計(jì)測(cè)量器件的發(fā)光亮度，采用34401A 安捷倫測(cè)試系統(tǒng)測(cè)試器件的電流密度-電壓曲線。

　　圖1 （a）黃光OLED 器件結(jié)構(gòu)圖；（b）各功能層材料化學(xué)結(jié)構(gòu)

Fig.1 (a) Schematic of the structure of yellow OLED； (b) Chemical structure of the active layers