利用混合有机空穴传输材料提升有机薄膜晶体管场效应迁移率

通过采用在并五苯薄膜与源漏电极之间插入10 nm并五苯掺杂的N,N'-二苯基-N,N'-二(3-甲基苯基)-1,1'-联苯-4,4'-二胺薄膜的方法研究了基于并五苯有源层的底栅错面型有机薄膜晶体管的电学特性。研究发现:N,N'-二苯基-N,N'-二(3-甲基苯基)-1,1'-联苯-4,4'-二胺的引入可以有效改善有源层和源漏电极接触界面的表面形貌,利于形成欧姆接触,从而改善器件性能,最终使优化器件的迁移率由(0.1±0.01)cm2/(V·s)提升至(0.31±0.02)cm2/(V·s),阈值电压由(-34.6±1.3)V降至(-30.1±1.2)V。     

基于深蓝光激基复合物构筑的OLED植物照明光源

为了得到可应用于植物照明且具有红蓝光谱的有机发光二极管（OLED）,采用两种典型的载流子传输材料,N,N′-二（1-萘基）-N,N′-二苯基-（1,1′-联苯）-4,4′-二胺（NPB）和1,3,5-三（1-苯基-1 H-苯并[d]咪唑-2-基）苯基（TPBi）以界面接触或掺杂的方式形成深蓝光激基复合物,并将其与红色磷光材料Ir（DMP-IQ）₂（acac）结合,制备得到符合植物光合作用光谱需求的OLED器件。通过改变器件结构中深蓝光激基复合物和红光发光层之间的间隔层厚度,可调节电致光谱中的蓝/红光强度比例。在以掺杂的方式形成激基复合物的结构基础上,将主体材料（mCP）掺入NPB···TPBi膜中构成三元体系,减少膜中由载流子堆积引起的激子淬灭,在NPB···TPBi···mCP掺杂比例为1···1···3的实验条件下得到2.8 V的开启电压,4528 cd/m²的亮度,3.09 cd/A的电流效率和6.96%的外量子效率。     

基于新型空穴传输材料的有机电致发光器件的研究

利用真空蒸镀方法以N2,N7-二(间甲苯胺基)-N2,N7-二苯基-2,7-二胺基-9,9-二甲基芴[2,7-bis(pmethoxyphenyl-m'-tolylamino)9,9-dimethylfluorene,TPF-OMe]为空穴传输层、8-羟基喹啉铝[tris(8-hydroxyquinolinato)aluminum,Alq3)]作为发光层及电子传输层,制备了双层器件.与制作的典型双层结构N,N'-二苯基-N,N'-二(3-甲基苯基)-1,1'-联苯-4,4'-二胺[N,N'-biphenyl-N,N'-bis-(3-methylphenyl)-1,1'-biphenyl-4,4'diamine,TPD/Alq3]器件相比,电流密度较大,发光效率低,发光谱峰为516 nm,色坐标为(0.30,0.53),为Alq3材料发光.以TPF-OMe为发光层兼空穴传输层,2,9-二甲基-4,7-二苯基-1,10-菲罗啉(2,9-dimethyl-4,7-diphenyl-l,10-phenanthroline,bathocuproine或BCP)为空穴阻挡层,Alq3为电子传输层,制作三层有机电致发光器件.结果表明,光谱峰值在414 nm,色坐标为(0.20,0.24),为蓝色光,是TPF-OMe材料本身发光,器件在15 V电压下电流密度为1137 mA/cm2,亮度为900 cd/m2,在3 V偏压下有最大流明效率,为0.11 lm/W.基于TPF-OMe材料的器件的击穿温度比基于TPD材料的器件高近20℃,原因可能在于TPF-OMe材料比TPD材料高19℃的玻璃化转变温度(Tg).     

利用混合有机空穴传输材料提升有机薄膜晶体管场效应迁移率

通过采用在并五苯薄膜与源漏电极之间插入10 nm 并五苯掺杂的N,N’-二苯基-N,N’-二（3-甲基苯基）-1,1’-联苯-4,4’-二胺薄膜的方法研究了基于并五苯有源层的底栅错面型有机薄膜晶体管的电学特性。研究发现：N,N’-二苯基-N,N’-二（3-甲基苯基）-1,1’-联苯-4,4’-二胺的引入可以有效改善有源层和源漏电极接触界面的表面形貌,利于形成欧姆接触,从而改善器件性能,最终使优化器件的迁移率由（0.1±0.01）cm²/（V·s）提升至（0.31±0.02）cm²/（V·s）,阈值电压由（－34.6±1.3）V 降至（－30.1±1.2）V。     

新型苯乙烯衍生物掺杂的蓝色及白色有机电致发光器件

研究了新型高效蓝色掺杂剂EBDP的电致发光性能. 分别以EBDP为掺杂剂制备了结构为氧化铟 锡(ITO)/酞菁铜(CuPc)/N,N′-二(1-萘基)-N,N′-二苯基-1,1′-联苯-4-4′-二胺(NPB)/2- 叔丁基-9,10-二-(2-萘基)蒽(TBADN):EBDP/8-羟基喹啉铝(Alq₃)/LiF/Al 与ITO /CuPc/NPB/TBADN:EBDP: 4-二氰亚甲基-2-叔丁基-6-(1,1,7,7-四甲基久咯呢定基-9-烯基)- 4H-吡喃/Alq_{3 关键词： 有机电致发光 蓝色掺杂剂 蓝色电致发光器件 白色电致发光器件}     

利用BCP层调节白色磷光有机电致发光器件色度的研究

制备了三种结构的白色有机电致发光器件，通过比较得出：在发光层中间插入2，9-二甲基-4，7-二苯基-1，10-菲咯啉(BCP)能有效控制载流子在不同发光层的分布，进而对器件色度进行调节；而掺杂磷光染料Ir(ppy)₃作敏化剂能有效提高器件的效率. 结构为:氧化铟锡/聚乙烯基咔唑∶N，N′-二(1-萘基)-N，N′-二苯基-1，1′-联苯-4-4′-二胺(30nm)/二-(2-甲基-8-羟基喹啉)-4-联苯酚铝：3.0 wt%2，5，8，11-tetra-tertbutylperylene(TBPe)(30nm)/BCP(5.0nm)/4,4N,N二咔唑基二苯：5.0 wt%Ir(ppy)₃:2.0 wt%红荧烯(15nm)/BCP(10nm)/Mg:Ag的器件色度和效率俱佳. 其在17V工作电压下具有的亮度为4670cd/m²，对应色坐标为(0.31,0.37). 器件具有的最大外量子效率为1.4%，当驱动电压从5.0V升高到17V，器件色坐标严格位于白光色域区内. 关键词： 磷光染料 阻挡层 白光 双发光层     

基于PVK∶NPB掺杂体系的有机电致发光器件的性能

利用溶液旋涂的方法,通过改变复合功能层中poly(N-vinylcarbazole)(PVK)和N,N′-bis-(1-naph-thyl)-N,N′-diphenyl-(1,1′-biphenyl)-4,4′-diamine(NPB)的质量比,制备结构为indium-tin-oxide(ITO)/PVK:NPB/2,9-dimenthyl-4,7-diphenyl-1,10-phenanthroline(BCP)/Mg:Ag的有机电致发光器件,并对器件的电致发光特性进行了表征。研究结果表明,当复合功能层中PVK和NPB的质量比为1:1时器件性能最好,在该器件的电致光谱中,除了NPB的本征谱峰外,在长波方向还出现了一个位于640nm处的谱峰,这是PVK和NPB产生的电致激基复合物发光,并且随着驱动电压的增加,电致激基复合物的发光强度也相对增强。     

噻吩基联苯乙烯蓝色发光材料的合成与发光性能

设计并合成了新型含噻吩基团的联苯乙烯类蓝色有机电致发光材料4,4′-双(2-苯基-2-(2-噻吩)乙烯基)-1,1′-联苯(TPVBi),通过红外、核磁共振、元素分析对其结构进行了表征。利用紫外可见吸收光谱、荧光光谱和循环伏安法等研究了其HOMO、LUMO能级及发光性能。TPVBi溶液的荧光发射峰值波长为451nm,薄膜的荧光光谱最大发射波长为464nm。循环伏安测得其氧化峰电位为1.227V。TPVBi的HOMO能级为-5.55eV,LUMO能级为-2.67eV。以TPVBi作为发光层制作了结构为ITO/CuPc(10nm)/NPB(30nm)/TPVBi(35nm)/TPBi(35nm)/Al(100nm)的有机发光二极管器件,并研究了该器件的电致发光性能。该器件在电压为19.5V时,达到最大亮度1782.3cd/m2,在电流密度为15.69mA/cm2时,最大电流效率为1.73cd/A;器件的发光CIE色坐标为x=0.25,y=0.40。     

发光层和空穴传输层对白色电致发光器件性能的影响

利用电子传输性能良好的苯并噻唑螯合锌(Zn(BTZ)₂)作为蓝光层，通过设计不同类型的空穴传输层并试验不同厚度的发光层后，制作了一种最佳厚度的双发光层白色电致发光器件：氧化铟锡(ITO)/N-N′-双(3-甲基苯基)-N-N′-二苯基-1-1′-二苯基-4-4′-二胺(TPD)∶N,N′-二(1-萘基)-N,N′-二苯基-1,1′-联苯-4-4′-二胺(NPB)(1∶0.0 关键词： 厚度 空穴传输层 白光 载流子     

Nondoped-type White Organic Light-Emitting Diode Using Star-Shaped Hexafluorenylbenzene as an Energy Transfer Layer

采用真空蒸镀的方法以星形六苯芴类新材料1,2,3,4,5,6-hexakis(9,9-diethyl-9H-fluoren-2-yl)benzene(HKEthFLYPh)作为能量传输层制备了indium-tin-oxide(ITO)/N,N′-bis-(1-naphthyl)-N,N′-diphenyl-(1,1'-biphenyl)-4,4′-diamine(NPB)/HKEthFLYPh/5,6,11,12-tetraphenylnaphtacene(rubrene)/tris(8-hydroxyquinoline) aluminum (Alq3)/Mg:Ag的白色有机电致发光器件. NPB和Alq3分别作为蓝色发光层和电子传输层,NPB和Alq3之间的超薄Rubrene层 作为黄色发光层. 结果表明,超薄rubrene层改善了白光器件的色纯度与稳定性,器件的光谱及色坐标几乎不随驱动电压的变化而改变.当rubrene层厚度为0.3 nm时,器件的Commissions Internationale De L′Eclairage (CIE)色坐标为(0.32,0.33). 驱动电压为18 V时,器件的最大亮度为4816 cd/m2.     

PVK空穴传输层对有机电致发光器件性能的影响

以聚乙烯基咔唑poly(N-vinylcarbazole)(PVK)旋涂层为空穴传输层,着重研究了PVK层厚度对双层器件氧化铟锡(ITO)/PVK/tris-(8-hydroxyquinoline)aluminum(Alq₃)/Mg:Ag/Al器件性能的影响。测试结果表明,当Alq₃层厚度一定时(50nm),只有PVK层为适当厚度(18nm)时双层器件才有最优良的器件性能,即最低的起亮电压,最高的发光亮度和效率。同时对比了不同PVK层厚度的PVK/Alq₃双层器件之间以及PVK/Alq₃与N,N′-bis-(1-naphthyl)-N,N′-diphenyl-(1,1′-biphenyl)-4,4′-diamine(NPB)/Alq₃双层器件寿命的差异。测试结果表明,尽管越厚的PVK层对应的PVK/Alq₃双层器件发光性能并不是越好,但器件寿命越长。原因是器件Alq₃层内形成的Alq³⁺越少,因此器件稳定性越好;而PVK/Alq₃与NPB/Alq₃双层器件寿命的差异来自不同空穴传输层的制备工艺和能级结构的不同。     

NPB厚度对异质结OLED载流子复合区域的调控

通过调控p型半导体N,N′-bis(naphthalen-1-y)-N,N′-bis(phenyl)benzidine(NPB)层的厚度,制备了结构为ITO/NPB/aluminum(Ⅲ)bis(2-methyl-8-quinolinato)-4-phenylphenolate(BAlq)/NPB(0~18nm)/tri-(8-hydroxyquinoline)-aluminum(Alq₃)/Mg:Ag的多层有机电致发光器件.分析结果表明,在该类异质结器件中,NPB不仅可以作为空穴传输材料,在适当的厚度范围内,它还可以起到调控载流子复合区域的作用;当NPB厚度在0~18nm之间变化时,随着其厚度增加器件发光颜色可由蓝色变为绿色.通过器件发光光谱的表征可以得知,器件的载流子复合区域相应地由BAlq层转移至Alq₃层.     

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。     

Study on electroluminescence processes in dye-doped organic light-emitting diodes

Electroluminescence (EL) mechanism of dye-doped organic light-emitting diodes (OLEDs) was investigated by using three familiar fluorescent dyes, i.e., 5,12-Dihydro-5,12-dimethylquino [2,3-b]acridine-7,14-dione (DMQA), 4-(dicyanomethylene)-2-t-butyl-6(1,1,7,7-tetramethyljulolidyl-9-enyl)-4H-pyran (DCJTB), and 5,6,11,12-tetraphenylnaphthacene (Rubrene). EL spectra of the doped devices with structure of indium tin oxide (ITO)/N,N′-bis-(1-naphthyl)-N,N′-diphenyl-1,1′-biphenyl-4,4′- diamine (NPB) (40 nm)/tris-(8-hydroxyquinolate)-aluminum (Alq₃) (x nm, x=0–40 nm)/dye: Alq₃ (weight ratio≈1%, 2 nm)/Alq₃ (48−x nm)/MgAg indicated that direct carrier trapping (DCT) process dominated light emission of devices. As a result, investigation of carrier-recombination site via doping, which is conventionally applied in OLEDs, is questionable since the doping site and the dopant itself may significantly influence the carrier-recombination process in the doped devices.     

一种改善红光顶发射OLED色纯度及角度依赖特性的方法研究

在Si/SiO₂衬底上生长金属银作为阳极,4,4,4-tris(3-methylphenylpheny-lamino)-triphenylamine(m-MTDATA):MoOx/m-MTDATA/N,N-bis-(1-naphthyl)-N,N-diphenyl-1,1-biphenyl-4,4-diamine(NPB)作为空穴注入及传输层,发光层采用4,4-N,N-dicarbazole-biphenyl(CBP)掺杂磷光染料(1-(phenyl)isoquinoline)iridium(III) acetylanetonate(Ir(piq)₂(acac))的结构,4,7-di-phenyl-1,10-phenanthroline(BPhen)作为空穴阻挡层及电子传输层,阴极为LiF(1 nm)/Al(2 nm)/Ag(20 nm)复合阴极结构.通过在光取出的复合阴极上方生长一层CBP光学覆盖层,有效地改善了复合阴极膜系的透射率,从而改善了顶发射结构的光学耦合输出特性,在提高器件的正向发光效率的同时还使色坐标往深红光区移动.并且生长光学覆盖层结构的器件角度依赖特性明显得到改善,这对于制作高显示质量的显示器件具有重要意义.在原有结构的基础上增加20 nm的NPB掺杂磷光染料Ir(piq)₂(acac)作发光层,从而得到双发光层结构为NPB:Ir(piq)₂(acac)(1%,20 nm)/CBP:Ir(piq)₂(acac)(1%, 20 nm).由于NPB具有较高的空穴迁移率,避免了由于光学厚度的增加而引起器件工作电压的大幅升高,而双发光层的结构有利于增大激子复合区域,提高辐射复合几率,减少非辐射损耗,实现主客体之间高效的三线态能量传递,相对单发光层顶发射结构,双发光层结构不仅提高了器件的发光效率,而且改善了器件的色坐标.     

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。     

Electroluminescence performance of organic light-emitting devices with KCl inside hole transport layer

A new multilayer organic light-emitting device (OLED) is fabricated by inserting kalium chloride (KCl) thin layer (1 nm) into hole transport layer (HTL). It has the configuration of ITO/NPB(15 nm)/KCl(1 nm)/NPB(25 nm)/Alq₃(60 nm)/KCl(1 nm)/Al. The electroluminescence (EL) result shows that the performance of the novel device has obviously improvement compared with the normal structure (ITO/NPB(40 nm)/Alq₃(60 nm)/KCl(1 nm)/Al). The EL and efficiency are about 1.4 and 1.3 times than that of conventional device. The suggested mechanism is that the KCl layer in N,N′-diphenyl-N,N′-bis(1-napthyl–phenyl)-1,1′-biphenyl-4,4′-diamine (NPB) can block the holes of NPB and then balance the holes and electrons. The better recombination of holes and electrons is beneficial to the enhancing properties of OLED.     

Reduction of driving voltage in organic light-emitting diodes with molybdenum trioxide in CuPc/NPB interface

A novel structure of organic light-emitting diode was fabricated by inserting a molybdenum trioxide (MoO₃) layer into the interface of hole injection layer copper phthalocyanine (CuPc) and hole transport layer N,N′-diphenyl-N,N′-bis(1-napthyl-phenyl)-1,1′-biphenyl-4,4′-diamine (NPB). It has the configuration of ITO/CuPc(10 nm)/MoO₃(3 nm)/NPB(30 nm)/ tris-(8-hydroxyquinoline) aluminum (Alq₃)(60 nm)/LiF(0.5 nm)/Al. The current density-voltage-luminance (J-V-L) performances show that this structure is beneficial to the reduction of driving voltage and the enhancement of luminance. The highest luminance increased by more than 40% compared to the device without hole injection layer. And the driving voltage was decreased obviously. The improvement is ascribed to the step barrier theory, which comes from the tunnel theory. The power efficiency was also enhanced with this novel device structure. Finally, “hole-only” devices were fabricated to verify the enhancement of hole injection and transport properties of this structure.     

Evidence for the changes in hole injection mechanism with a CoPc hole injection layer

The hole injection in hole-only devices with the structures of Al/N,N′-bis(1-naphthyle)-N,N′-diphenyl-1,1′-biphenyl-4,4′-diamine (NPB)/ITO and Al/NPB/cobalt phthalocyanine (CoPc)/ITO were analyzed. With the combined analysis of current density–voltage and impedance measurement, the charge injection mechanism based on the injection limited current model was investigated. The NPB single layer device shows Richardson–Schottky type thermionic emission in the entire applied bias range. On the other hand, the device with the CoPc hole injection layer shows thermionic emission until the applied bias reaches 3.7 V. Increasing the bias further, Fowler–Nordheim tunneling dominates the charge injection. The changes of hole injection mechanism were discussed by evaluating the energy level changes with internal field distributions.