量子阱结构对有机电致发光器件效率的影响

实验中共制备了五种有机量子阱结构电致发光器件,分别对这五种量子阱结构器件的电致发光特性进行了研究,分析了量子阱结构的周期数和势垒层的厚度对器件电学性能的影响.实验结果表明适当周期数的量子阱结构器件的亮度和电流效率比传统的三层结构器件的要大,主要原因是量子阱结构对电子和空穴的限制作用,这种限制作用提高了电子和空穴在发光层中形成激子和复合的概率,从而提高了发光的亮度和效率.当改变阱结构器件中势阱层的厚度时,也会对器件的亮度和效率产生影响,采用适当的势阱层厚度能够提高器件的亮度和效率. 关键词： 量子阱结构 电致发光 电流效率 光谱     

驱动电压和主体材料对染料掺杂有机电致发光器件的影响

采用对比使用掺杂系统的有机电致发光器件(OLEDs)在不同偏置电压下电致发光(EL)光谱的方法,观察了主体材料8-hydroxyquinoline aluminum(Alq3)中掺杂红色荧光染料4-(Dicyanomethylene)-2-t-butyl-6-(1,1,7,7-tetramethyljulolidyl-9-enyl)-4Hpyran(DCJTB)发射光谱的变化,研究了偏置电压对掺杂系统中载流子复合区域的影响。另外,通过对比采用不同主体材料的掺杂系统的电致发光(EL)和光致发光(PL)光谱,讨论了主体材料Alq3和N,N′-diphenyl-N,N′-bis(1-naphthyl)(1,1′-biphenyl)-4,4′-diamine(NPB)不同的掺杂效果。结果表明,随着偏置电压的增大,使用掺杂系统的器件中载流子复合区域逐渐向空穴传输层(HTL)移动,作为主体材料应具有高的能量传递效率,且应对染料具有低的浓度猝灭效应。     

掺杂型红色有机电致发光显示器件

全色显示是有机电致发光显示(OLED)器件发展的目标,而高性能红色发光器件一直是制约全彩色OLED器件实用化的瓶颈,也是目前有机电致发光显示研究的热点。制作了掺杂DCJTB和不同浓度的rubrene两种荧光染料的红色有机电致发光显示器件,以NPB和Alq₃分别作为空穴传输层和电子传输层,发现器件性能与只掺杂DCJTB的器件相比有明显提高,发光效率提高到2～3倍。通过Frster理论和能带理论分析了器件的能量转移机理,研究发现Frster能量转移不是掺杂器件能量转移的主要形式,载流子俘获机制才是器件效率提高的主要原因;rubrene的引入使得能量能够更有效地从Alq₃转移到DCJTB,从而显著地提高了器件的发光效率和性能。     

水溶性CuPc旋涂转速及退火方式对蓝色有机电致发光器件性能的影响

本文以Be(PP)₂为发光层、水溶性酞菁铜(WS-CuPc)为空穴注入层、NPB为空穴传输层,制备了结构为ITO/WS-CuPc/NPB/Be(PP)₂/LiF/Al的蓝色有机发光二极管(OLEDs).研究了WS-CuPc不同旋涂转速对器件性能的影响.并在WS-CuPc最佳旋涂转速的基础上,进一步研究了WS-CuPc薄膜不同退火方式对器件性能的影响.实验中,对WS-CuPc层采用了一种新的退火方式,即对ITO玻璃衬底先加热后旋涂WS-CuPc层,并与传统退火方式 关键词： 水溶性CuPc 蓝色有机电致发光 旋涂转速 退火方式     

金属/有机界面势垒对单层有机电致发光器件发光效率的影响

基于高场下电荷的注入过程及激子的解离和复合过程,建立了单层有机发光器件电致发光(EL)效率的理论模型。计算表明：(1)当金属／有机界面势垒高度大于0．3eV时,器件的EL效率很低,降低金属／有机界面势垒可以显著提高器件的EL效率;(2)在较低偏压下,注入过程对器件的电致发光效率起主要作用,但在高偏压下复合过程起支配作用。这一模型可以阐明注入和复合过程对有机发光器件EL效率的影响,对选择发光材料、优化器件结构和提高器件EL效率具有指导意义。     

有机电致发光器件中载流子的输运和复合发光

以高场作用下载流子对三角势垒的FowlerNordheim隧穿理论为基础,建立了单层有机电致发光器件中载流子输运和复合发光模型,给出了薄膜中电子空穴对的解离和复合概率及电子和空穴的密度分布.计算并讨论了外加电压和注入势垒对器件电流和复合效率的影响. 关键词： 电致发光器件 载流子输运 载流子复合     

微腔效应对顶发射串联蓝光有机电致发光器件性能的影响

相比于传统有机电致发光器件,串联有机电致发光器件的发光效率与寿命均得到明显提升.因此,深入研究微腔效应对顶发射串联有机电致发光器件性能的影响具有重要意义.本文以蓝光器件为例,通过光学仿真模拟与实际实验相结合的方法,研究了顶发射串联蓝光器件的光学性能与电学性能变化规律.具体实验为:分别制备了顶发射串联蓝光器件,使其两个发光层位置分别位于器件光学结构中的第一与第二反节点、第二与第三反节点、第三与第四反节点.分析并确定了顶发射串联蓝光器件的两个发光层位置分别位于第二反节点与第三反节点处时,器件性能较佳.即:当器件电流密度为15 mA/cm^2时,器件电流效率为10.68 cd/A(色坐标CIEx,y=0.14,0.05),其亮度衰减到95%所需时间为1091.55 h.可能原因是:器件腔长较长时,既可以改善第一发光单元的空穴与电子平衡度、削弱表面等离激元效应,降低膜厚波动性对器件腔长的影响性;又可以在一定程度内起到包裹Partical的作用,提高效率,延长寿命.这一研究成果为设计高效率、长寿命的顶发射串联器件提供了重要依据.     

电场对单层有机电致发光二极管复合发光的影响

以电流连续性方程为基础，用易测量的注入电流密度来确定载流子浓度的边界值，得出载流子浓度和电流密度的解析表达式。计算并讨论了电子密度和电子电流密度在器件中的分布，电场对它们的影响以及电场与势垒对复合效率的影响。该模型较好地解释了有关实验现象。     

用C60为空穴缓冲层的高效率有机电致发光器件

以富勒烯C60作为空穴注入缓冲层，在结构为ITO／C60／TPD／Alq3/LiF/Al的器件中，改善了器件的发光效率。研究了C60厚度对器件发光特性的影响。当C60厚度为1.6nm时，器件发光效率最高。在电流密度为100mA/cm^2时，该器件的效率比没有缓冲层的器件提高近一倍。     

空穴传输层对有机电致发光器件性能的影响

制备了结构为ITO/MoO₃(40 nm)/空穴传输层/CBP:Ir(ppy)₂acac(8%)(30 nm)/BCP(10 nm)/Alq₃(40 nm)/LiF(1 nm)/Al(100 nm)的器件,其中Ir(ppy)₂acac为绿色磷光染料,空穴传输层分别为TAPC(50 nm)、TAPC(40 nm)/TCTA(10 nm)、NPB(50 nm)、NPB(40 nm)/TCTA(10 nm)。通过使用4种不同结构的空穴传输层,对器件的发光性能进行了研究。结果表明,空穴传输层对器件的发光性能有较大影响。在电压为6 V、电流密度为2 mA/cm²的条件下,4种结构的器件的电流效率分别为52.5,67.8,35.6,56.6 cd/A。其原因是TAPC/TCTA及NPB/TCTA能级结构更有利于空穴对发光层的注入而且TAPC拥有较高的空穴迁移率;另外,TAPC及TCTA拥有较高的LUMO和三线态能量,可以有效地将电子和三线态激子束缚在发光层内,增加绿光染料的复合发光几率。所制备的器件均表现出良好的色坐标稳定性。     

有机电致发光器件量子效率测量系统的建立及其应用研究

有机电致发光器件（OLED）的量子效率是衡量器件发光性能的一个非常重要的参数，考虑到提高OLED量子效应的基本前提是能精确测得器件的量子效率。本文工作采用美国Keithley公司的系列产品，设计与组建了一套精确测量OLED量子效率的测量系统（主要由真空系统和测试系统组成）。应用本系统测量时，由测量软件通过数据采集卡来实时地对K－2400（稳压源）和K－485（微检流计）进行控制，得到流经器件的电流和器件输的光电流，再经过换算得出注入器件的电子数和从器件输出的光子数，从而能够得到器件的量子效率值，最后由计算机动态地绘制出器件的性能曲线。此外，我们还利用本测量系统对以MEH－PPV为基质的橙红色OLED进行测量，该测试样品在0.0117A/cm^2的电流密度下，测量量子效率为0．39％。     

基于激基复合物纯正发射的有机电致发光器件性能

利用聚合物三苯基二胺衍生物(Poly-TPD)掺杂2,5-双(5-叔丁基-2-苯并恶唑基)噻吩(BBOT)作为器件发光材料,研制了基于激基复合物纯正发射的有机电致发光器件.器件的具体结构为:ITO/PEDOT:PSS(25 nm)/Poly-TPD:BBOT( 1:1,80 nm)/Al(70 nm).研究结果表明,该...     

可弯曲式有机电玫发光器件的出光率

基于几何光学模型及其原理,推导出在不同弯曲情况下可弯曲式有机电致发光器件的出光率表达式,分析了器件出光率受基板曲率、厚度及有机层折射率的影响,并与平整有机电致发光器件的出光情况作了比较.结果表明:当器件向外弯曲时,出光率随着基板曲率与基板厚度的增大而增大,随着有机层折射率的增大而减小;当器件向内弯曲时,出光率随着基板曲率与基板厚度的增大而减小,随着有机层折射率的增大而减小.对于平整器件,其出光率随有机层折射率的增大而减小.     

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。     

迁移率对单层有机发光器件中电场与载流子分布的影响

有机发光器件的宏观特性与有机层中的电场和载流子浓度分布密切相关。建立的有机电致发光器件模型是由两个金属电极中间夹一层有机发光薄膜材料组成的单层器件,金属与有机发光层之间为欧姆接触。模型以载流子运动的扩散-漂移理论为基础,利用数值方法研究了有机发光层中双极载流子注入时的电势、电场、载流子浓度和复合密度分布。分析结果表明:当两种载流子的迁移率相同时,电场强度、载流子浓度、复合密度的分布呈对称形式。而当电子和空穴的迁移率μn和μp相差比较大时,高迁移率的载流子不仅仅分布在注入端附近而且还有一小部分能够传输到另一端,而低迁移率的载流子只分布在其注入端附近;当μn、μp的大小相差不大时,载流子传输情况就介于两者之间。当μn/μp的比值变化时,电场强度的极大值向载流子迁移率小的注入端偏移。     

有机电致发光白光器件的研究进展

在十多年的时间里,有机电致发光二极管(Organic Lightemitting Diodes,OLEDs)的研究和应用取得了长足的进展。有机电致发光器件具有许多优点,例如:自发光、视角宽、响应快、发光效率高、温度适应性好、生产工艺简单、驱动电压低、能耗低、成本低等,因此有机电致发光器件极有可能成为下一代的平板显示终端。有机电致发光白光器件因为可以用于全彩色显示和照明,已成为OLED研究中的热点。介绍了有机电致发光白光器件的研究进展,按发光的性质将白光器件分为荧光器件和磷光器件两类,按发光层数将白光器件分为单层和多层器件,对相关材料、器件结构、发光机理等方面进行了讨论。     

两种蓝色有机电致发光材料

重点研究以两种蓝色OEL材料蒽类衍生物JBEM和联苯乙烯衍生物DPVBi分别作基质，以perylene作掺杂剂的器件的电致发光性能，特别研究了它稳定性，在这度和效率方面，两种器件并没有很大差别，然而在稳定性方面却有很大差别，蒽类衍生物JBEM的器件在100cd/m^2初始亮度下，半亮度寿命可达1035h，而DPVBi的器件在同样条件下，半亮度寿命为255h。通过分析两种器件的能级图，认为稳定性的差别可能源于两种蓝光材料本身的热稳定性不同，JBEM优于DPVBi，是一种很有前途的蓝色发光材料。     

采用复合空穴注入层提高有机电致发光器件的性能

制备了以Ag/SAM/m-MTDATA为复合空穴注入层的NPB/Alq₃双层异质结发光器件,研究了器件的性能并与传统的器件进行了对比。考察了银膜厚度的变化对器件性能的影响。研究了光谱窄化以及微腔效应对器件的影响。研究结果表明:在ITO表面制备4-FTP自组装单分子膜修饰的5 nm厚的金属银膜,可以在保持阳极透明性的基础上,增强空穴的注入,改善界面的形貌,进而提高器件性能。制备的ITO/Ag/SAM/m-MTDATA/NPB/Alq₃/LiF/Al器件的启亮电压为4 V,最 大电流效率为6.9 cd/A, 最大亮度为34 680 cd/m²(12 V);优于以ITO为阳极的对比器件(25 300 cd/m² @12 V)。     

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。     

激基复合物和磷光超薄层相结合的高效率非掺杂白光有机发光二极管

将蓝光激基复合物mCP∶PO-T2T和磷光超薄层结合,分别制备了基于Ir（pq）₂acac（～0.5 nm）/mCP∶PO-T2T/Ir（pq）₂acac（～0.5 nm）结构的双色互补色和基于Ir（ppy）₃（～0.5 nm）/mCP∶PO-T2T/Ir（pq）₂acac （～0.5 nm）结构的三基色非掺杂白光有机发光二极管（White organic light emitting diodes, WOLED）,以探索超薄层在激基复合物中的应用。所制备的双色互补色WOLED,其最大电流效率、功率效率和外量子效率分别为46.1 cd/A、43.9 lm/W和22.2%,而三基色WOLED所实现的最大电流效率、功率效率和外量子效率分别为66.8 cd/A、63.5 lm/W和24.2%。研究分析表明,从高能的蓝光激基复合物发光层向两侧低能的红光和绿光磷光超薄层有效的能量传递是实现非掺杂WOLED高效率的原因。