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)。     

TBPe作蓝光材料的双层白色有机电致发光器件的性能

选用一种新型高效的蓝光有机小分子荧光染料TBPe,首次制备了以PVK:TBPe为蓝光发光层和Alq₃:rubrene为橙红光发光层的双层白光有机电致发光器件,器件结构为ITO/PVK:TBPe/Alq₃:rubrene/Mg:Ag。通过适当调节各有机层的掺杂比例和厚度,得到了发光性能比较理想的白光器件。器件在7V左右启亮,而且随着外加电压的变化,色坐标基本保持不变,在外加驱动电压为16V时,器件的亮度为738cd/m²,外量子效率为0.2%。我们还尝试选用本身可以发绿白光,而且兼具电子传输特性的母体材料Zn(BTZ)₂替代Alq₃,器件的最大亮度提高到1300cd/m²,色坐标为(0.32,0.36),更加接近白色等能点,器件其他光电性能也得到了显著地提高。     

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     

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。     

TBVB用作蓝光发光层的非掺杂有机电致蓝光和白光器件

利用一种来源于PPV的发蓝光的齐聚物材料2,5,2',5'-tetra(4'-biphenylenevinyl)-biphenyl(TBVB)制作非掺杂的有机电致蓝光和白光器件。蓝光器件的结构为ITO/NPB/TBVB/Alq₃/LiF/Al,其中TBVB用作发光层;白光器件的结构为ITO/NPB/TBVB/rubrene/Alq₃/LiF/Al,其中TBVB与超薄层(平均“厚度”0.05~0.20nm)的Rubrene相结合用作发光层,二者分别发蓝光和黄光。在蓝光器件中,当TBVB的厚度为30nm时,器件发出色坐标为(0.20,0.26)的蓝光,其最大亮度和效率分别达到2154cd/m²和1.62cd/A。在白光器件中,可通过调节TBVB和Rubrene的厚度实现对器件发光色度的调节。当TBVB和Rubrene的厚度分别为10,0.15nm时,器件在亮度为4000cd/m²时发光色坐标为(0.33,0.34),非常接近白光等能点,且随着电压的变化始终处于白光区。当电压为16V时该器件达到最高亮度4025cd/m²;当电压为6V时器件有最高的效率3.2cd/A。     

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。     

中间层对三原色白光OLED的影响

基于ITO/NPB/TCTA/Ir（MDQ）₂（acac）：TCTA/FIrpic：TmPyPb/Ir（ppy）₃：TmPyPb/TmPyPb/LiF/Al结构的三原色白光器件,通过分别在蓝光与红光、绿光发光层界面处插入2 nm TCTA与2 nm TmPyPb中间层,研究了中间层的有无对器件性能的影响。结果表明,中间层的引入可以调整激子的分布,影响能量转移。具有双中间层的器件实现了高质量的白光发射,最大发光效率达到22.56 cd/A。     

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.     

微腔结构顶发射有机发光器件

以Ag/ITO为全反射阳极，以Al/Ag为半透明复合阴极，制备了绿色、蓝色两种微腔结构顶发射有机发光器件，研究了微腔效应对顶发射器件颜色的影响，通过调节光程，实现了用同一种有机发光层制备出不同波长的发射.Alq基顶发射器件得到波长峰值从500 nm到584 nm的不同颜色的器件，发光光谱半高宽由传统器件的100 nm窄化到20—40 nm，最高电流效率1.77 cd/A.蓝光顶发射器件发光峰值从464 nm变化到532 nm，半高宽由传统器件的65 nm窄化到17—21 nm，并得到色坐标为(0.141，0.049)的深蓝色顶发射有机发光器件. 关键词： 有机发光 顶发射 微腔效应     

功能层厚度对叠层有机电致发光器件出光性能影响的数值研究

功能层厚度是影响有机电致发光器件出光效率的主要因素之一,故获得不同功能层厚度对器件出光特性的影响规律是制备高性能器件的重要基础. 本文基于薄膜光学原理、电偶极子辐射理论及Fabry-Pérot微腔原理,建立了结构为glass/ITO/N,N0-bis（naphthalen-1-yl）-N,N0-bis（phenyl）-benzidine（NPB）/tris（8-hydroxyquinoline）aluminum（Alq₃）/molybdenum trioxide（MoO₃）/NPB/Alq₃/Al的叠层有机电致发光器件的光学模型,系统地研究了各个功能层厚度对叠层有机电致发光器件出光强度的影响,得到了功能层厚度对器件出光强度影响的规律. 该模型的建立与所获得的结果可对深入了解叠层有机电致发光器件的工作机理以及制备高性能的器件提供一定的帮助. 关键词： 叠层有机发光器件 出光特性 厚度 数值研究     

Improved performances in top-emitting organic light-emitting diodes based on a semiconductor zinc oxide buffer layer

Electroluminescence performances are improved by inserting a semiconductor zinc oxide (ZnO) buffer layer into the emissive tris-(8-hydroxyquinoline)aluminum (Alq₃) layer and the semitransparent Al/Ag cathode in top-emitting organic light-emitting diodes (TEOLEDs) with structures of Si/SiO₂/Ag/Ag₂O/4,4′, 4″-tris(3- methylphenylphenylamino)triphenylamine/ 4,4′-bis[N-(1-naphthyl-1-)-N-phenyl- amino]-biphenyl/Alq₃/ZnO/Al/Ag. The thermal deposition of ZnO layer onto Alq₃ results in Alq₃ anion formation, which is beneficial to electron injection by generating some new energy levels in the forbidden band of Alq₃. In addition, a large hole-injection barrier of 2 eV at the interface of Alq₃/ZnO effectively blocks hole injection into Al/Ag cathode, leading to more carrier recombination in the emissive region.     

Optimization of a poly (p-phenylene benzobisoxazole)-based light-emitting device with a complex cathode structure

In this work,we report the preparation of a series of electroluminescent(EL)devices based on a high-performance polymer,poly(p-phenylene benzobisoxazole)(PBO),and their optoelectronic properties,which have been rarely explored.The device structure is optimised using a complex cathode structure of tris-(8-hydoxyquinoline)aluminium(Alq3)/LiF/Al.By tuning the thickness of the Alq3layer,we improve the device efficiency dramatically in an optimized condition.Further analysis reveals that the Alq3layer in the complex cathode structure acts as a hole blocker in addition to its electron-injection role.A green light emission with a maximum brightness of 8.7×103cd/m2and a moderate current efficiency of 4.8 cd/A is obtained.These values are the highest ever reported for PBO devices.The high operational stability demonstrated by the present device makes it a promising tool for display and lighting applications.A new material is added to the selection of polymers used in this field up to now.     

基于顶发射有机发光二极管的二阶微腔长度性能研究

在玻璃衬底生长金属铝作为不透明阳极,制备了结构为Al(100 nm)/TAPC(x nm)/TCTA(10 nm)/TCTA:Ir(ppy)3(10%,25 nm)/TPBi(30 nm)/LiF(2 nm)/Al(1 nm)/Ag(20 nm)/Alq3(y nm)作为顶发射的有机发光器件,其中x为30、130、160、170和180,y为20、40、60和80,研究了器件的二阶腔长及出光耦合性能。实验表明,通过改变空穴传输层的厚度,使器件微腔长度处于第二阶微腔效应增强区,可以提高器件的光电性能。同时当光输出耦合层厚度发生改变时,半透明阴极的光线穿透率与反射率发生改变,从而有效改善器件的光电性能。当微腔长度为230 nm、光输出耦合厚度为80 nm时,器件具有最佳的光电性能,并且光谱的角度稳定性强。器件最大亮度、电流效率和功率效率分别达到25 960 cd/m2、19.1 cd/A和16.01 lm/W。     

Plasma treatment of the Mg:Ag/tris-(8-hydroxyquinoline) aluminum interface in OLEDs: effects on adhesion and performance

The adhesion of a Mg:Ag cathode to the tris-(8-hydroxyquinoline) aluminum (Alq₃) in organic light emitting devices (OLEDs) can be greatly enhanced by a remote plasma treatment of the Alq₃ layer using either air or N₂ prior to metal deposition. The altered surface properties which lead to increased sticking coefficients of Mg and Ag, as well as enhanced adhesion, are attributed to the introduction of new functional groups into the organic layer, as observed by X-ray photoelectron spectroscopy (XPS). The storage life of the plasma treated devices in air without any capping treatment, as judged by a visible deterioration of the cathode, was increased by approximately five to six times compared to untreated OLEDs. Current–voltage characteristics and EL efficiency, however, were shown to deteriorate for devices incorporating either an air or an N₂ plasma treated Alq₃ layer. For OLEDs subjected to short treatment times with an N₂ plasma, only a very slight increase in the turn-on voltage, of about 0.2 V, was observed. An investigation of black spot formation revealed that an air plasma treatment resulted in a five-fold decrease in the time required for 50% of the device to become non-emissive. N₂ treated devices on the other hand, developed black spots at a comparable rate to the non-treated devices. Thus, a short N₂ plasma treatment of the Alq₃ layer prior to metal deposition improves the adhesion at the interface, thereby reducing the oxidation and degradation of the device through exposure to ambient conditions, particularly in storage.     

镶嵌于多孔硅微腔中8-羟基喹啉铝的窄峰发射

利用浸渍法将8羟基喹啉铝(Alq₃)镶嵌到多孔硅微腔中,制备了多孔硅微腔—Alq₃镶嵌膜,研究了多孔硅微腔对镶嵌其中的Alq₃自发发射的微腔效应,观察到了光谱窄化、发光强度增强等现象。镶嵌于多孔硅微腔中的Alq₃荧光光谱的半峰全宽只有15nm,而非微腔样品,即镶嵌于普通的单层多孔硅中Alq₃荧光谱半峰全宽在85nm以上。并且有微腔时Alq₃发光强度比没有微腔时Alq₃发光强度增强一个数量级。随机改变微腔中Bragg反射镜高折射率层的几何厚度可使高反射区展宽,从而更加有效地抑制了多孔硅本身的发光模,使发光色度更纯,但由于峰值透射率减小,导致共振峰强度有所减小。多孔硅微腔有机镶嵌膜有可能成为进一步发展Alq₃在电致发光器件方面应用的一条新途径。     

一种新型铕配合物的有机电致发光性能

研究了一种新型的稀土金属铕配合物EuL₁L₂的光致发光和电致发光特性。将这种铕配合物掺杂到PVK:PBD中,制备成结构为ITO/PVK:PBD:EuL₁L₂/PBD/Alq₃/Mg:Ag/Ag的器件,对其电致发光性能进行研究,发现Eu³⁺离子和Alq₃的相对发光强度随PVK:PBD:EuL₁L₂和Alq₃之间的激子阻挡层PBD的厚度变化而变化,通过调节PBD的厚度,得到了色纯度较高的红色电致发光器件,其光谱具有显著的Eu³⁺离子的光谱特征。