微腔调色法实现有机发光器件三基色的研究

用微腔调色法来实现有机发光器件的三基色，有利于减少光损失，并提高器件的色饱和度和效率.以多波长的白光器件为基构成了微腔顶发射器件.顶发射器件以Ag作为全反射阳极，ITO为光程调节层，Al/Ag为半透明复合阴极，Alq：DCJTB/TBADN：TBPe/Alq：C545为白光发光层.通过调节ITO厚度，改变微腔光程以及器件的颜色，分别得到红、蓝、绿三基色的器件，器件发光峰值分别为475，538和603nm，色坐标分别为(0.133，0.201)，(0.335，0.567)和(0.513，0.360).半高宽分别为30，48，70nm. 关键词： 有机发光 顶发射 微腔效应 三基色     

超短金属微腔中有机电致发光的三色发射

以典型的有机发光材料Alq3为发光层制作了结构为Glass／Ag/PVK/Alq3／Al的微腔器件。与普通的电致发光器件相比较，研究了腔内模式密度的变化、峰值强度的增强、以及光谱的窄化和峰值波长随探测角度变化而变化等一系列的腔量子电动力学效应。得到了色度较为纯正的三色发光，与无腔器件相比峰值强度增强2—2．5倍，光谱半高宽降低，只有无腔的l／3左右。     

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。     

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.     

利用发光层梯度掺杂改善顶发射白光有机发光二极管光谱的稳定性

在具有顶发射结构的白光有机发光二极管(TWOLED)中, 稳定的纯白光比较难以实现. 本文在蓝光/红光/蓝光三发光层基础上, 进一步采用了红光层梯度掺杂的方式提高TWOLED的性能. 制备了一系列的梯度掺杂器件, 通过与均匀掺杂器件的对比, 详细分析了梯度掺杂对发光层中载流子漂移以及激子扩散的影响, 解释了白光稳定性提高的物理机理. 此外, 顶发射器件中的微腔效应也是影响白光光谱的一个重要因素, 本文利用微腔理论计算分析了微腔共振对器件光谱的影响.     

利用光学微腔效应调节顶发射蓝光器件的色纯度

有机电致发光器件的发光颜色与色纯度在很大程度上受材料本身的限制,而通过光学微腔效应可以从器件结构上的改变来调节色纯度。本文介绍了一种通过调节有机层厚度,从而获得高纯度单色发光器件的方法。利用这种方法制作了有机顶发射蓝光器件,器件结构为Ag/m-MTDATA/NPB/DPVBi/Alq₃/LiF/Al/Ag)。通过调节有机层的厚度,获得了高色纯度的发光器件,正向出射的蓝光色坐标达到了(0.14,0.07)。     

微腔面发射器件外量子效率研究

结合微腔面发射器件辐射/发光亮度的空间分布以及相对光谱功率分布给出了器件外量子效率的计算模型. 该模型可以计算工作于不同波段的微腔面发射器件的外量子效率,如红外波段的垂直腔面发射激光器,可见光波段的微腔有机发光二极管和谐振腔发光二极管以及太赫兹波段的平面微腔结构等. 制备了结构为玻璃/DBR /ITO /NPB /Alq ∶C545T/Alq/LiF/Al的微腔有机电致发光器件,测试其不同观察角度下器件的发光亮度以及发光光谱. 当电流密度和发光亮度分别为14 A/m²和100 cd/ 关键词： 外量子效率 平面微腔器件 辐射/发光亮度空间分布     

基于Ag/Ge/Ag阳极的as

通过在Ag层中引入一层Ge薄膜, 获得了具有低反射率和高反射相移的Ag/Ge/Ag复合阳极, 并制备了基于该阳极的蓝光顶发射有机电致发光器件.阳极高的反射相移使得器件在有机层厚度为100 nm时获得了顶发射蓝光发射, 且阳极较低的反射率减弱了器件内的微腔效应, 使得其电致发光光谱在不同视角下具有良好的稳定性.当Ge的厚度为20 nm时, 器件性能表现最为优良, 最高亮度和最大电流效率分别可达3 612 cd/m²和5.4 cd/A, 且色坐标在视角从0°变化到60°时仅移动了(0.007, 0.006).     

高效率金属微腔OLEDs性能

以半透明Ag膜为阳极出光面,利用MoO₃作为空穴注入层,在普通玻璃衬底上制备了底发射微腔OLEDs器件,其中微腔由接近全反射厚度为100nm的Al阴极和反射率约为50%左右厚度为22nm的半透明Ag阳极构成,由于采用了有效的空穴和电子注入层MoO₃和LiF,以Alq₃作为发光材料,器件的起亮电压为2.5V,在10V外加电压下正向亮度超过了15000cd/m²,最大电流效率接近6cd/A,大约是制备于ITO玻璃衬底阳极上的常规器件的两倍(3.2cd/A),并研究了光谱窄化以及随观测角度变化的微腔效应。     

不同发光染料的顶发射有机电致发光器件的研制

通过设计合理的微腔结构,制备了基于绿光染料C545t、黄光染料Rubrene、红光染料DCJTB的3种顶发射有机电致发光器件。研究了不同发光染料对顶发射器件的光谱的影响。研究表明,微腔结构对光谱具有窄化作用。绿光、黄光器件的发光峰波长并未随视角增大而明显变化,体现出良好的光谱角度性,而红光器件却出现了明显的光谱蓝移现象。绿光器件的最大功率效率为8.7 lm/W,当电流密度为45 m A/cm2时,亮度能达到7 205 cd/m2;黄光器件的电流效率最大值为11.5 cd/A,当电流密度为48 m A/cm2时,亮度可达到3 770 cd/m2;红光器件的电流效率最大能达到3.54 cd/A,当电流密度为50 m A/cm2时,可获得1 358 cd/m2的亮度。采用合适的发光材料以及合适的器件结构,不仅可以提高顶发射器件的色纯度及发光效率,还可以改善器件发光光谱的角度依赖性。     

高色饱和度的微腔结构蓝色顶发射有机发光器件的光谱分析

制作了具有微腔结构的蓝色有机顶发射电致发光器件。利用TBADN∶3%DSAPh为发光材料,结构为Ag/ITO/CuPc/NPB/TBADN∶3%DSAPh/Alq₃/LiF/Al(Ag)。在玻璃基片上,制备Ag为阳极反射层,CuPc作为空穴注入层,NPB作为空穴传输层,ITO为光程调节层;Al/Ag作为半透明阴极,电极的透射率在30％左右。得到了半高宽仅为17nm发光光谱,实现了窄带发射。通过改变ITO的厚度,得到了纯度较高的蓝色发光光谱,色坐标为(0.141,0.049),实现了高色饱和度的发射。在文章中,作者研究了微腔器件的发光强度,当选择合适的阴极透射率时可以使发光强度达到最大。根据相关的公式,计算出了发光强度随阴极透射率(或者反射率)变化的近似曲线。     

RGB tricolor produced by white-based top-emitting organic light-emitting diodes with microcavity structure

RGB pixels by microcavity top-emitting organic light-emitting diode (TOLED) is beneficial to both minimizing the loss of light and improving the color purity and the efficiency. Based on the multi-emitting layers, white organic light-emitting diodes (OLEDs) and microcavity TOLEDs were prepared. TOLEDs were fabricated using Ag/ITO as the reflector and adjusting layer, Al/Ag as semi-transparent cathode, Alq:DCJTB/TBADN:TBPe/Alq:C545 as white light emitting layer. By adjusting the thickness of ITO, optical length of cavity and the color of the device have been changed. So we get RGB tricolor devices. The peak wavelengths are 476 nm, 539 nm, 601 nm, Commission Internationale d’Eclairage (CIE) coordinates are (0.133, 0.201), (0.335, 0.567), (0.513, 0.360), FWHM are 32 nm, 50 nm, 73 nm for blue, green and red, respectively.     

Non-doped red to yellow organic light-emitting diodes with an ultrathin 4-(dicyanomethylene)-2-t-butyl-6(1,1,7,7-tetramethyljulolidyl-9-enyl)-4H-pyran (DCJTB) layer

In this letter, bright non-doped red to yellow organic light-emitting diodes (OLEDs) with ultrathin 4-(dicyanomethylene)-2-t-butyl-6(1,1,7,7-tetramethyljulolidyl-9-enyl)-4H-pyran (DCJTB) layer as the emitting layer were fabricated. It was investigated that the effect of the ultrathin DCJTB layer on the electroluminescent (EL) performance of OLEDs. The DCJTB layer was incorporated at different positions in the conventional tris(8-quinolinolato)-aluminum (AlQ)-based devices (ITO/NPB/AlQ/LiF/Al). The emission of DCJTB was dominative in the EL spectra of the devices, in which the position of 0.3 nm DCJTB layer was less than 10 nm from the NPB/AlQ interface. The EL peak emission of DCJTB shifted to blue side as DCJTB position moved gradually from AlQ to NPB layer. The highest brightness of the device with 0.3 nm DCJTB layer inserted into NPB reached 16,200 cd/m² at 15 V, with the CIE coordinates of (0.522, 0.439).     

Ca/Ag bilayer cathode for transparent white organic light-emitting devices

We have demonstrated that the compositional modification of the Ca/Ag films is principally responsible for a high transmittance (over 70% in the visible range) and low sheet resistance (10-12 Ω/sq). X-ray photoelectron spectroscopy (XPS) sputter depth profiling of Ca/Ag structure reveals the presence of Ca(OH)₂ and Ca metal. A chemical model of the Ca/Ag cathode is proposed. Using transparent ITO anode and Ca (10 nm)/Ag (10 nm) cathode, efficient white organic light-emitting devices (WOLEDs) emitting from both sides have been fabricated. Brightness of 3813 cd/m² and Commission Internationale de l’Eclairage (CIE) coordinates (0.36, 0.34) at 10 V through ITO anode and values of 1216 cd/m² and (0.33, 0.30) through Ca/Ag cathode are reported. A low turn-on voltage of 5.5 V is measured.     

高效高亮度有机红色微腔发光二极管

采用普通的Alq:DCM红光发光材料体系,制作了结构为Glass/DBR/ITO/NPB/Alq:DCM/MgAg的有机红光微腔发光器件,实现了纯红光发射,器件发射峰位于600 nm.与无腔器件相比,微腔器件光谱半峰全宽（FWHM）从92 nm压缩为32 nm,色度从X=0.58,Y=0.41改善为X=0.6,Y=0.4,微腔器件的最大发光效率为3.1 cd/A,最大亮度为32 010 cd/m2.     

Novel transparent Yb-based cathodes for top-emitting organic light emitting devices with high performance

We have studied three kinds of transparent low-work-function Yb-based cathodes for the top-emitting organic light emitting devices (TEOLEDs) with a structure of ITO/NPB/Alq₃/cathodes and compared them with each other. For the Yb/Au cathodes, a series of Yb layers with various thicknesses have been tested and it is found that the Yb layer with a thickness of 4 nm is the optimum one. The Yb:Au (19 nm) and Yb:Ag (19 nm) co-evaporation cathodes possess very high transmittance but relative poor electron injection; whilst the Yb (4 nm)/Au (15 nm) cathode possess a little lower transmittance but much improved electron injection and the TEOLED with this cathode has the highest power efficiency among the TEOLEDs with the three kinds of Yb-based cathodes mentioned above.     

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。     

聚合物级联发光器件

基于溶液加工方法制备了聚乙撑二氧噻吩-聚(苯乙烯磺酸盐)(PEDOT∶PSS)/氧化锌(ZnO)/乙氧基化聚乙烯亚胺(PEIE)电荷产生层的聚合物级联发光器件, 发现PEDOT∶PSS层电导和厚度对器件的电流-电压特性影响较小, 不同PEDOT∶PSS对器件发光效率的影响主要来自于其对发光层激子不同的猝灭作用, PEDOT∶PSS厚度为60 nm的级联器件比PEDOT∶PSS 厚度为30 nm的级联器件的发光效率稍高, 原因是PEDOT∶PSS较厚时, 其表面形貌更均匀。级联器件的发光效率和驱动电压分别与发光子单元的发光效率和驱动电压之和相近, 说明在较低的电压下电荷产生层就能够有效产生电荷并注入到发光子单元中,级联器件的发光光谱中包含两个发光子单元的发光光谱,说明两个发光子单元在级联器件中都能正常工作。通过对电荷产生层的电容-电压(C-V)特性的测试, 确认了在电荷产生层中存在电荷的积累过程。证明了PEDOT∶PSS/ZnO/PEIE为有效的电荷产生层。首次报道了包含三个SY-PPV发光单元的级联器件, 三个发光子单元发光效率之和与级联器件的发光效率相当, 其最大发光效率和最大外量子效率分别为21.7 cd·A-1和6.95%。在器件亮度为5 000 cd·m-2时, 器件的发光效率和外量子效率分别为20.5 cd·A-1和6.6%。说明并没有由于发光子单元数目增加而影响级联器件的发光效率。并且其发光光谱和发光子单元的发光光谱相接近。通过 进一步降低CGL中空穴注入层对级联器件的影响有望提高级联器件的发光效率。