蓝色微腔有机发光器件

实现彩色显示需要高效率和高色纯度的红、绿、蓝三种颜色发光.与红、绿色器件相比,蓝光有机电致发光器件(OLED)有较低效率和较差的色纯度.为了改善器件性能,将微腔引入到OLED中,优化设计并制作出蓝色微腔有机电致发光器件(MOLED):Glass/DBR/ITO/NPB/DPVBi/Alq3/LiF/Al.得到蓝光微腔器件电致发光谱(EL)峰值位于472 nm,与无腔器件相比,峰值强度增强5.4倍,半峰全宽(FWHM)减小77.1%(仅为16 nm),光谱积分强度增加33%.微腔器件最大亮度8439 cd/m2,最大发光效率2.4 cd/A,CIE色坐标为(X=0.14,Y=0.10).结果表明,由于微腔效应的存在,导致微腔器件的EL谱线窄化和峰值强度增强,可提高器件的色纯度,改善器件发光性能.     

微腔有机电致发光器件角度依赖性的模拟与实验验证

为了分析微腔有机电致发光器件(MOLED)发光的角度依赖性,根据微腔计算公式,采用传输矩阵法进行了模拟计算,并进行了实验验证。所设计器件的结构为Glass/DBR/ITO(58 nm)/NPB(46 nm)/DPVBi(20 nm)/Alq₃(56 nm)/LiF(1 nm )/Al(150 nm)。由实验得到的电致发光(EL)谱可以观察到:随着探测角度的加大,发光峰蓝移、强度减小。与模拟得出的不同观测角度下的反射谱进行比较,发现透射峰值与EL峰值相对应。模拟分析发现,这是由于观测角不同,微腔两个反射镜的S和P偏振的反射率及反射相移不同,同时腔内光学厚度发生变化,即微腔长度变化共同作用所导致。     

不同微腔结构有机电致发光器件的电致发光光谱模拟

采用传输矩阵法对有机电致发光器件(OLED)、微腔有机电致发光器件(MOLED)和耦合微腔有机电致发光器件(CMC)的电致发光光谱(EL)进行了模拟计算。OLED、MOLED和CMC的结构分别为glass/ITO(134 nm)/NPB(74 nm)/Alq_3(62 nm)/Al、glass/DBR/ITO(134 nm)/NPB(74 nm)/Alq_3(62 nm)/Al和glass/DBR_1/filler/DBR_2/ITO(134 nm)/NPB(74 nm)/Alq_3(62 nm)/Al。通过模拟计算发现:OLED光谱呈宽带发射,主峰峰值位于561 nm,肩峰峰值位于495 nm;MOLED光谱呈单峰窄带发射,峰值位于534 nm;CMC光谱呈双峰窄带发射,峰值分别位于520 nm和556 nm。MOLED光谱的色纯度最高;OLED与MOLED的光谱积分面积基本相同;CMC的光谱积分面积是OLED或MOLED的1.1倍,发光效率最高。结果表明,采用双耦合微腔结构可有效提高OLED的发光效率,改善发光的色纯度。     

不同主体材料对红色磷光OLED器件性能的影响

制作了结构为ITO/2T-NATA (20 nm)/NPB(60 nm)/Zn(BTZ)₂ : Ir(DBQ)₂(acac) (80 nm)/Alq₃(70 nm)/LiF(1 nm)/Al(200 nm)的红光器件,其中2T-NATA是4,4',4″-tris(N-(2-naphthyl)-N-phenyl-amino)-triphenylamine,NPB是N,N'-di(naphthalen-1-yl)-N,N'-diphenyl-benzidine, Zn(BTZ)₂是Bis-(2-(2-hydroxyphenyl) benzothiazole)zinc,Ir(DBQ)₂(acac)是iridium complex,Alq₃ 是tris(8-hydroxyquinolato)aluminum。基于Ir(DBQ)₂(acac) 掺杂的Zn(BTZ)₂体系的器件给出最高电致发光(EL)性能。结果显示:10％Ir(DBQ)₂-(acac) 掺杂Zn(BTZ)₂器件的亮度和效率分别为25 000 cd/m²和12 cd/A,其相应的EL峰位于620 nm,色坐标(x=0.63,y=0.37)。由于未使用激子阻挡层,所以,比通常磷光器件的制作工艺简单并且操作过程容易控制。     

LiF超薄层引起的OLEDs发光光谱展宽

将LiF插入到发光层Alq₃中,制备了有机电致发光器件(OLED),其器件的结构为:ITO/NPB (45 nm)/Alq₃ (x nm)/LiF (0.3 nm)/Alq₃ /Al(150 nm)。发现器件的电致发光谱(Electroluminescence spectra, EL)有非常明显的展宽现象,这为白光器件的制备提供了一条简单的途径。通过对比LiF在Alq₃中不同厚度处的发光谱,发现在x=10时谱线展宽最显著,器件最大亮度在22 V时达到8 260 cd/m²,最大效率可达 4.83 cd/A,并对其光谱展宽的机理及器件特性进行了分析。     

微腔有机电致发光白光器件设计及制作

用一种宽谱带材料Alq₃作为发光层,设计并制作白色有机微腔电致发光器件。器件结构:Glass/DBR/ITO(194 nm)/NPB(93 nm) /Alq₃(49 nm)/MgAg(150 nm),得到了位于蓝(488 nm)和红(612 nm)光区域的两个腔发射模式,并通过颜色匹配获得了白光。器件的最大电致发光亮度16 435 cd/m²,最大效率11.1 cd/A,典型亮度值100 cd/m²时的发光效率、电压、电流密度分别是9 cd/A,6 V和1.2 mA/cm²,CIE 色坐标为(0.32, 0.34)。在不同的驱动电压下,器件的发光颜色稳定,说明了微腔是一种制作白光OLED的有效结构。     

绿色磷光微腔有机电致发光器件研究

使用典型绿色磷光材料Ir(ppy)3作为发光层,DBR和金属Al作为微腔的一对反射镜,制备了结构为Glass/DBR/ITO/Mo O3(1 nm)/Tc Ta(40 nm)/CBP:Ir(ppy)3(40 nm,6%)/TPBI(47 nm)/Li F(1 nm)/Al(80 nm)的绿色磷光微腔有机电致发光器件(MOLED),同时制作了无腔对比OLED器件,研究微腔结构对器件发光性能的影响。发现OLED的电致发光谱(EL)的峰值是510 nm,半峰全宽(FWHM)为70 nm,MOLED的峰值是514 nm,FWHM为35 nm,比OLED窄化了1/2,MOLED的最大亮度、最大电流效率分别为143000 cd/m2和64.4 cd/A,OLED的最大亮度、最大电流效率分别为103000 cd/m2和41.6 cd/A;测试并计算了器件的外量子效率(EQE),MOLED和OLED的最大EQE分别为18.6%和14.3%。结果表明,微腔器件发光性能比无腔器件得到了很大的改善。     

红色磷光微腔有机电致发光器件的发光性能

制备了结构为G/DBR/ITO/Mo O3(1 nm)/Tc Ta(55 nm)/CBP∶Ir(piq)2acac(44 nm,6%)/TPBI(55nm)/Li F(1 nm)/Al(80 nm)的红色磷光微腔有机电致发光器件(MOLED),同时制作了无腔对比器件OLED,研究微腔结构对磷光器件发光性能的影响。研究发现,OLED的电致发光(EL)峰值为626 nm,半高全宽(FWHM)为92 nm;MOLED的发光峰值为628 nm,FWHM为42 nm,窄化了1/2。MOLED的最大亮度、最大电流效率、最大外量子效率(EQE)分别为121 000 cd/m2、27.8 cd/A和28.4%,OLED的最大亮度、最大电流效率、最大EQE分别为54 500 cd/m2、13.1 cd/A和16.6%。结果表明,微腔器件的发光性能与无腔器件相比得到了较大幅度的提升。     

一种新型结构的黄光有机电致发光器件

用有机荧光染料罗丹明B(Rhodamine B)作为掺杂剂, 采用双量子阱结构制备了一种新型的黄光有机电致发光器件,器件结构及各层厚度为：ITO/CuPc(6 nm)/NPB(20 nm)/Alq₃(3 nm)/Alq₃：Rhodamine B(3 nm)/Alq₃(3 nm)/Alq₃：Rhodamine B(3 nm)/Alq₃(30 nm)/Liq(5 nm)/Al(30 nm)。研究发现Rhodamine B的掺杂浓度对该器件的发光亮度和发光效率有较大影响。当Rhodamine B的掺杂浓度为1.5 wt％时, 得到了最大电流效率1.526 cd·A-1,最大发光亮度1 309 cd·m-2的黄光有机电致发光器件。由器件的电致光谱曲线,可以看到在发光层之间存在着Alq₃向RhB传递能量的过程。由于量子阱的斯托克斯效应与RhB染料分子间的自极化作用,随着掺杂浓度的增加,λ_max出现明显红移。     

基于PVK的高色纯度高稳定性有机电致红光器件

利用旋涂法和真空蒸镀法相结合的方法,根据能量空间传递的原理制备了PVK ∶ Ir(piq)₂(acac)体系的红色有机电致发光显示器件。器件的结构为ITO/CuPc/PVK ∶ Ir(piq)₂(acac)/BCP/Alq₃/LiF/Al。研究了不同主客体掺杂比对器件发光性能的影响,得到了高色纯度、单色性较好的红光器件。当Ir(piq)₂(acac)掺杂的质量比为1 ∶ 0.08时,器件的综合性能达到最佳,发光峰位于625 nm,CIE坐标为(x=0.66,y=0.33)。通过对各层厚度的合理选择,形成相对优化的微腔结构,充分利用其对光谱的窄化效应,使得器件的EL光谱的发射半峰全宽仅为55 nm,提高了器件的发光性能。器件光谱具有很好的单色性,色纯度达到98.2%。     

沉积亚单层荧光染料提高有机发光器件的发光效率

结合掺杂薄层作为发光探针层的方法和亚单层（sub-monolayer）有机发光技术，利用沉积在有机发光器件发光层中的亚单层奎丫啶酮（Quinacridone，QAD）分子作为探针，同时改变QAD层的位置，对有机发光器件中激子的形成与扩散进行了研究，器件结构为ITO/NPB(60 nm)/ Alq3(x nm)/QAD(0.05 nm)/Alq3［(60－x) nm］/LiF/Al（其中x=0，2.5，5，7.5 nm）.通过对各器件不同条件下的电致发光谱、发光强度和发光效率的对比研究，得到在x＝5 nm处引入亚单层QAD可以使QAD分子通过能量转移而获得的激子数量最多，进而可以实现高效率的发光.     

纯化9,10-二萘蒽对OLED器件光电性能的影响

合成了高稳定性蓝光主体材料9,10-二萘蒽(ADN),研究材料纯化对合成材料光电性能的影响。为进一步分析材料经升华提纯对有机电致发光器件性能的影响,以提纯前后ADN为发光层,以NPB为空穴传输层,分别制作双层器件Ⅰ(提纯前)和器件Ⅱ(提纯后),器件结构为ITO(100nm)/NPB(40nm)/ADN(30nm)/Alq₃(20nm)/LiF(1nm)/Al(100nm),结果表明提纯后材料PL(Photolum inescence)光谱蓝移了2nm,半峰全宽54.2nm,与提纯前一致;杂质影响载流子注入效率和迁移率,对器件光电性能有显著影响,纯化前后器件最大电流效率由1.5cd/A上升至2.5cd/A;器件Ⅱ色纯度有较大提高,CIE色坐标由器件Ⅰ(0.15,0.10)移至(0.15,0.06)。实验结果表明材料提纯是优化器件性能的有效手段之一。     

以蓝色发光材料DPVBi为基质的白色发光器件

白色有机发光器件是实现彩色平板显示的重要方案之一。利用蓝色发光材料DPVBi[4，4′—(2，2—苯乙烯基)—1，1′—联苯]掺杂红光染料DCJTB[4—氰甲烯基—2—叔丁基—6—(1，1，7，7—四甲基久洛尼定基—9—烯炔基—4H—吡喃)]作发光层制备了白色发光器件。研究了DPVBi掺杂不同浓度IDCJTB薄膜的光致发光性质，根据光致发光结果，制备了以DPVBi掺杂不同浓度DCJTB作发光层的电致发光器件，其结构为ITO／GuPc／NPB／DPVBi：DCJTB／Alq3／LiF／Al。当DCJTB质量分数为0．0008时，器件实现了白色发光(色度x=0．25，y=0．32)，电致发光和光致发光的掺杂比例基本相符，表明器件的白色发光主要是由基质DPVBi向掺杂剂DCJTB的能量传递产生的。研究还发现：白色器件随电压升高，光谱中蓝色成分相对于红色成分的比例略有增加，文章对此现象进行了分析。该白光器件在14V时达到最高亮度7822cd／cm^2，在20mA／cm^2电流密度下的亮度为-489cd／cm^2，最大流明效率为1．75lm／W。     

有机发光材料DPVBi的空穴阻挡特性

讨论了有机发光材料4,4′-bis(2,2′-diphenylvinyl)-1,1′-biphenyl(DPVBi),在结构为ITO/N,N′-bis-(1-naphthyl)-N,N′-diphenyl-1,1′-biphenyl-4,4′-diamine(NPB)/DPVBi/tris-(8-hydroxyquinoline)aluminum(Alq₃)/LiF/Al的有机电致发光器件中所表现出来的空穴阻挡特性。通过实验可以看到,当NPB的厚度小于DPVBi的厚度时,DPVBi对空穴的阻挡作用和其自身的厚度有关,厚度越大阻挡能力越强。DPVBi的厚度一定(120nm)且不足以将空穴完全限制于DPVBi层内时,其对空穴的阻挡能力,随着NPB厚度(30~60nm)的增加而相对减弱。当NPB的厚度大于DPVBi的厚度时,进入DPVBi层的空穴,随着它们之间厚度差别的增大而增加,从而使器件的光谱半峰全宽加大。这几条规律对于制作基于DPVBi的有机蓝光和有机白光器件具有一定的指导意义。     

有机微腔绿色发光二极管

光学微腔是指尺寸在光波长量级的光学微型谐振腔。微腔结构可以使腔内物质和光场的相互作用与体材料相比发生很大变化,出现了自发辐射谱线窄化和增强等腔效应。利用这些腔效应,可以改善有机发光器件的性能。采用微腔结构,优化设计并研制了有机微腔绿色发光二极管,器件结构为Glass/DBR/ITO/NPB/Alq∶Rubrene/Alq/MgAg,获得了最大亮度40100 cd/m2、最大发光效率为6.44 cd/A、半峰全宽为28 nm的纯绿色有机微腔电致发光器件。而与之比较的无腔器件最大亮度为22580 cd/m2、最大发光效率为2.98 cd/A、半峰全宽为120 nm。相同电流密度下微腔电致发光谱的峰值发射强度是无腔器件的4.2倍。结果表明将微腔结构引入有机电致发光器件中,不但改善了发光的色纯度,而且使器件的发光效率和亮度都得到明显增强。     

一种新型有机电致微腔结构的双模发射

采用结构Glass／DBR／ITO／NPB／NPB：Alq／Alq／Al制作了有机微腔电致发光器件。将空穴传输材料与发光材料以一定比例混合作为发光层，为了便于对比，在不改变有机层的膜厚的情况下同时制作了传统的异质结微腔器件，发现两种器件的发光光谱有很大不同，器件的复合效率与传统的异质结器件相比也得到了很大提高，这是因为将两种有机材料混合能消除界面势垒，提高器件的复合效率，从而提高了器件的发光性能，实现了微腔双模发射，且两个模式的半峰全宽分别为8nm和12nm。通过进一步优化器件结构可以实现微腔白光发射。     

通过插入Au薄膜改善绿光OLED器件的发光色纯度

在一些有机电致发光器件中,Au常被用作阳极,研究者希望Au在导电的同时兼具半透明可出光的属性,这要求Au在能导电的同时厚度要尽量薄。因此制备两种金属共同组成电极成为了选择。将半透明Au/Al层插入阳极一侧,制备了结构为ITO/Al(16 nm)/Au(10 nm)/TPD(30 nm)/AlQ(30 nm)/LiF(0.5 nm)/Al的OLED器件,相对于器件ITO/TPD(30 nm)/AlQ(30 nm)/LiF(0.5 nm)/Al在长波方向出现了光谱窄化现象,通过分析和实验判断该现象是Au薄膜特有的对光的选择透过性造成,而并非微腔效应。阳极一侧加入了Au/Al的器件保持了广视角无角度依赖的优点,同时可以输出滤掉部分红光的纯度更高的发光,发光色纯度得到了改善。     

发光层厚度变化的高效红色有机电致磷光器件

以铱配合物红色磷光体为掺杂剂，制备了基于TPBi材料的红色电致磷光器件,其结构为ITO/CuPc/NPB/TPBi:Btp₂Ir(acac)/ TPBi/Alq/LiF/Al.取得了在x=0.62，y=0.35的色度下，效率最高达2.43cd/A；电流密度为20mA/cm²时，亮度431cd/m²；电流密度为400mA/cm²时，亮度4798 cd/m²的结果.讨论了不同的发光层厚度影响器件色度和 关键词： 三线态 红光掺杂剂 有机电致磷光 T-T湮没