DPVBi为激子阻挡层的亚单层有机发光器件的制备与光电性能研究

结合亚单层的有机发光技术,制备了一种多层有机电致发光器件,其结构为ITO/m-MTDATA (50nm)/ C545T (0.05nm) /DPVBi (d nm)/DCM2(0.05nm)/ Alq (60nm) /LiF(1nm) /Al.荧光材料C545T和DCM2以亚单层的方式插入DPVBi前后,通过改变DPVBi的厚度,观察器件性能的变化,当DPVBi为4 nm时,器件在4V电压下最大发光效率是4.19 cd/A,在13 V电压下最大亮度是17050 cd/m2.分析对比了四种不同厚度器件的电流密度-电压曲线、亮度-电压曲线、电致发光光谱图和色坐标,发现选择合适厚度的激子阻挡层,可以得到效率较高的器件.激子阻挡层一般选择载流子传输能力较差,HOMO能级较低的材料.所得结果对有机发光器件尤其是采用亚单层有机白光器件的设计和制作有一定的指导作用.     

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。     

蓝色发光材料DPVBi掺杂DCJTB发光性质的研究

对蓝光材料DPVBi掺杂红光染料DCJTB的发光性质进行了研究。首先研究了DPVBi掺杂不同质量浓度DCJTB的光致发光，当掺杂质量浓度为0.1％时，光致发光得到白光(色度x=0．36，y=0．34)。基于光致发光的实验结果，以DPVBi掺杂不同质量浓度DCJTB作发光层，制备了结构为ITO／CuPc／NPB／DPVBi：DCJTB/Alq3／LiF／Al的器件，当掺杂质量浓度为0．08％时器件实现了白色发光(色度为x=0．25，y=0．32)。研究了该白光器件的电致发光性质，白光器件在14V时达到最高亮度7822cd／m^2。在20mA／cm^2电流密度驱动下的亮度为489cd/m^2，最大流明效率为1．75lm／W。     

联苯乙烯类蓝色发光材料DPVBi的合成及发光性质研究

合成了联苯乙烯类蓝色有机发光材料DPVBi[4，4′-二(2，2-二苯乙烯基)-1，l′-联苯]，用^1H-NMR，IR，元素分析等方法对其结构进行了表征。以DPVBi作发光层制备了电致发光器件，其结构为：ITO／CuPc／NPB／DPVBi/Alq3／LiF／Al，研究了器件的电致发光性质。器件最高亮度达4 373cd/cm^2，最大流明效率为1．24 lm／w，在20mA／cm^2电流密度驱动下的亮度为434cd／cm^2，CIE色坐标为x=0．15，y=0．16，器件的蓝色发光具有较好的色纯度。重点对器件发光色度的稳定性进行了研究，结果表明，随电流密度(4～4 000mA／cm^2)的变化，器件色度具有很好的稳定性。     

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。     

BPhen作为发光层间隔层对黄光OLED的影响

使用R-4B和GIrl作为磷光掺杂剂、CBP为主体、BPhen为发光层间隔层,制备了包含红、绿双发光层的黄色磷光OLED器件。器件结构为ITO/Mo O3(40 nm)/NPB(40 nm)/TCTA(10 nm)/CBP∶GIrl(14%)(20nm)/BPhen(x nm)/CBP∶R-4B(6%)(10 nm)/BCP(10 nm)/Alq3(40 nm)/Li F(1 nm)/Al(1 000 nm)。BPhen位于两发光层之间,具有调节载流子复合的功能,其中x为BPhen的厚度。通过调整x的值,研究了BPhen厚度对OLED器件发光性能的影响。实验结果表明,适当厚度的BPhen层可以提高器件的发光亮度和电流效率。BPhen厚度为6 nm的器件性能最佳,16 V驱动电压下的器件亮度最高可达11 270 cd/m2,最大电流效率为24.35 cd/A,而且绿光和红光波峰强度相近,黄光颜色纯正,色坐标趋近于(0.5,0.5)。     

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。     

依发光层顺序和厚度调节的多发光层白色有机发光器件

多层结构器件中发光层顺序及厚度对光谱影响很大。文章以RBG(红蓝绿)为基色,制备了具有不同发光层组合次序及厚度的系列白色有机电致发光器件。器件结构为ITO/CuPc(12 nm)/NPB(50 nm)/EML/LiF(1 nm)/Al(100 nm)。使用的蓝色发光材料为2-t-butyl-9,10-di-(2-naphthyl)anthracene (TBADN),掺杂剂为p-bis(p-N, N-diphenyl-amono- styryl)benzene(DSA-Ph),绿色发光材料为tris-[8-hydroxyquinoline]aluminum(Alq₃),掺杂剂为C545,红色发光材料为tris-[8-hydroxyquinoline]aluminum(Alq₃),掺杂剂为4-(dicyanomethylene)-2-t-butyl-6-(1,1,7,7-tetramethyljulolidyl-9-enyl)-4H-pyran(DCJTB)。通过调节各发光层的顺序和厚度,在200 mA·cm-2时,得到了电流效率为5.60 cd·A-1,色坐标为(0.34, 0.34)的性能稳定的白光器件。当电流密度为400 mA·cm-2时,最大亮度达到了20 700 cd·m-2。根据激子产生及扩散理论对实验结果进行了分析,建立了发光光谱与各发光层的发光效率、各层厚度及激子扩散层长度之间的关系方程, 并以其计算了具有不同红层厚度的RBG结构的光谱的红蓝强度比。计算结果表明实验结果与理论相符。     

非掺杂型高效绿色磷光有机电致发光器件

在空穴传输层TCTA与电子传输层TPBi之间引入磷光染料Ir(ppy)3超薄发光层,制备了结构为ITO/MoO_3(2 nm)/NPB(40 nm)/TCTA(10 nm)/Ir(ppy)3(xnm)/TPBi(40 nm)/LiF(1 nm)/Al(80 nm)的非掺杂磷光有机电致发光器件。通过调控非掺杂发光层的厚度,详细研究了Ir(ppy)3层厚度对器件性能的影响。实验结果表明,当非掺杂发光层厚度为0.2 nm时,器件的性能最好,器件的亮度、效率和外量子效率分别达到26 350 cd·m~(-2)、42.9 cd·A~(-1)和12.9%。研究结果表明,采用超薄的非掺杂发光层可以简化器件结构和制备工艺,获得高效率的OLED器件。     

DPVBi的厚度和发光位置不同对有机电致发光器件性能的影响

通过调整发光层DPVBi的厚度和在器件中的位置,在同一实验条件下设计了不同的器件结构,制备了有机电致发光器件,在实验中可看到DPVBi的厚度不同,器件的色度发生了改变,并且发现DPVBi在器件的不同位置,器件的发光特性也是不同的。通过实验可以得知处于器件不同位置的DPVBi,其发光机理是不同的,这是由于DPVBi和Alq3的最高未占有轨道(HOMO)能级相差不多,而它们的最低占有轨道(LUMO)能级相差0.4eV,这样DPVBi的存在有利于电子的注入,同时由于rubrene和DPVBi的HOMO相差0.5eV,这样空穴和电子就在rubrene和DPVBi的界面处形成激子复合而发光。也就是说,在rubrene之后的DPVBi对空穴有了阻挡作用,使器件中的空穴和电子达到平衡。通过改变DPVBi的厚度,制备了白光器件,这组白光器件,在7～17V变化范围内器件的色坐标从(0.35,0.37)到(0.33,0.35)变化不大,接近白光等能点(0.33,0.33),是色度比较好的器件。     

MoO3为缓冲层的高效非掺杂蓝色有机发光二极管

以典型蓝色发光材料-联苯乙烯衍生物(4,4’-bis(2,2’-diphenylvinyl) -1,1’-biphenyl,DPVBi)为发光层,采用MoO3为阳极缓冲层制备了结构简单的非掺杂型蓝色有机电致发光器件.在电流密度为20 mA/cm2、MoO3缓冲层厚度为0.5 nm对器件效率约为无缓冲层器件效率的18倍,...     

The mechanism of efficiency enhancement with proper thickness of DPVBi layer for blue organic light-emitting devices (BOLED)

We report on the fabrication of blue organic light-emitting devices (BOLEDs) with structure: ITO/NPB/DPVBi/Alq₃/LiF/Al. The hole-blocking effect in NPB/DPVBi interface was indirectly demonstrated and deduced by inserting DCJTB layer. In addition, the effect of the device with better J–V characteristics because of the extra DCJTB layer is discussed as well. However, the performance of devices was investigated with various thicknesses of DPVBi layer. The result shows that the device with proper thickness of DPVBi layer generating better electron injection enhances efficiency and luminance for BOLED.     

DPVBi空穴阻挡层对OLED性能的优化

研究了宽带隙有机小分子材料DPVBi作为空穴阻挡层对OLED器件效率和亮度的优化作用.DPVBi的引入有效地改善了以PEDOT:PSS做空穴注入层的OLED器件的空穴过剩问题.实验结果表明:通过优化DPVBi的厚度,插入30 nm厚的DPVBi空穴阻拦层可以有效地平衡OLED器件的电子和空穴浓度,降低器件的工作电压,优...     

Co50Fe50-xSix合金的结构相变和磁性

利用实验测量和理论计算相结合的方法,研究了介于B2结构CoFe低有序合金和L2₁结构Co₂FeSi高有序合金之间的Co₅₀Fe_50-xSi_x合金的结构相变、磁相变、分子磁矩和居里温度.采用考虑Coulomb相互作用的广义梯度近似(GGA+U)方法计算了合金的能带结构.研究发现,合金出现较强的原子有序倾向,表现出较强的共价成相作用.合金的晶格常数、磁矩、居里温度随Si含量的增加而线性地降低,极限成分Co₂FeSi合金的分子磁矩和居里温度分别达到5.92μ_B和777 ℃.原子尺寸效应导致合金晶格发生变化,但并未成为居里温度和分子磁矩变化的主导因素.分子磁矩的变化符合Slater-Pauling原理,但发现原子磁矩的变化并非线性,据此提出了共价成相对磁性影响的观点.采用Stearns理论解释了居里温度的变化趋势,排除了原子间距对居里温度的主导影响作用.能带计算的结果还表明,Co₂FeSi作为半金属材料并非十分完美,可能在实际应用中会出现自旋极化率降低的问题.发现该系列合金的结构相变和磁相变随着成分的变化聚集在窄小的成分和温度范围内. 关键词： 磁性 Heusler合金 结构相变     

Improving the color purity and efficiency of blue organic light-emitting diodes (BOLED) by adding hole-blocking layer

This work demonstrates the fabrication of a bright blue organic light-emitting diode (BOLED) with good color purity using 4,4′-bis(2,2-diphenylvinyl)-1,1′-biphenyl (DPVBi) and bathocuproine (BCP) as the emitting layer (EML) and the hole-blocking layer (HBL), respectively. Devices were prepared by vacuum deposition on indium tin oxide (ITO)-glass substrates. The thickness of DPVBi used in the OLED has an important effect on color and efficiency. The blue luminescence is maximal at 7670 cd/m² when 13 V is applied and the BCP thickness is 2 nm. The CIE coordinate at a luminance of 7670 cd/m² is (0.165, 0.173). Furthermore, the current efficiency is maximum at 4.25 cd/A when 9 V is applied.     

Enhancement of performance for blue organic light emitting devices by utilizing an adjustable chromaticity layer

An adjustable chromaticity layer was successfully applied to a TBADN-based blue organic light-emitting device (BOLED) for improving chromaticity and luminance efficiency. The device was constructed by sandwiching an ultrathin [DPVBi: BCzVB] layer between hole-transport layer and primary emission layer. The optimized device gives the Commission Internationale de I’éclairage (CIE) color coordinates of (0.166, 0.201) at the current density of 20 mA/cm² and a maximum luminance efficiency of 8.43 cd/A at the driving voltage of 11 V.     

Efficient white organic light-emitting devices using 4,7-diphenyl-1,10-phenanthroline as block layer

A white light-emitting device has been fabricated with a structure of ITO/m-MTDATA (45 nm)/NPB (10 nm)/DPVBi (8 nm)/DPVBi:DCJTB 0.5% (15 nm)/BPhen (x nm)/Alq₃ [(55−x) nm]/LiF (1 nm)/Al, with x=0, 4, and 7. BPhen was used as the hole-blocking layer. This results in a mixture of lights from DPVBi molecules (blue-light) and DCJTB (yellow-light) molecules, producing white light emission. The chromaticity can be readily adjusted by only varying the thickness of the BPhen layer. The CIE coordinates of the device are largely insensitive to the driving voltages. When the thickness of BPhen is 7 nm, the device exhibits peak efficiency of 6.87 cd/A (3.59 lm/W) at the applied voltage of 6 V, the maximum external quantum efficiency η_ext=2.07% corresponding to 6.18 cd/A, and the maximum brightness is 18494 cd/m² at 15 V.     

Enhanced performance of light-emitting diodes based on a nanocomposite of dehydrated nanotube titanic acid and poly(vinylcarbazole) (PVK)

Performance of light-emitting diodes (LEDs) based on a nanocomposite of dehydrated nanotube titanic acid (DNTA) and poly(vinylcarbazole) (PVK) as emissive layer, i.e., ITO/PVK:DNTA(2 wt%)(100 nm)/BCP(30 nm)/Alq₃(10 nm)/LiF(1 nm)/Al [device D₂], was reported. By investigation of the luminance and electric characteristics of the device, we found that the performance of device D₂ was greatly improved. The recombination zone changed evidently due to the improvement of holes mobility. Compared with those devices without incorporating DNTA, both the maximum luminance and the electroluminescent efficiency of the device D₂ can be improved by a factor of three. Furthermore, the turn-on voltage of the device decreased dramatically.