基于器件结构提高TADF-OLED器件的发光性能

为了提高以TADF材料作为主体、天蓝色荧光材料作为客体的混合薄膜的OLED器件光电性能,我们调整了器件结构,使主体材料发挥其优势。制备了基本结构为ITO/NPB(40 nm)/DMAC-DPS∶x%BUBD-1(40 nm)/Bphen(30 nm)/LiF(0.5 nm)/Al的OLED器件。研究了主-客体材料在不同掺杂浓度下的OLED器件的光电特性。为了提高主体材料的利用率,在空穴传输层和发光层之间加入10 nm的DMAC-DPS作为间隔层;然后,在阳极和空穴传输层之间加入HAT-CN作为空穴注入层,形成HAT-CN/NPB结构的PN结,有效降低了器件的启亮电压(2.7 V)。测量了有无HAT-CN的单空穴器件的阻抗谱。结果表明,在最佳掺杂比例(2%)下,器件的外量子效率(EQE)达到4.92%,接近荧光OLED的EQE理论极限值;加入10 nm的DMAC-DPS作为间隔层,使得器件的EQE达到5.37%;HAT-CN/NPB结构的PN结有效地降低了器件的启亮电压(2.7 V),将OLED器件的EQE提高到5.76%;HAT-CN的加入提高了器件的空穴迁移率,降低了单空穴器件的阻抗。TADF材料作为主体材料在提高OLED器件的光电性能方面具有很大的潜力。     

白色有机电致发光器件的制备及掺杂对其色度影响的研究

采用具有空穴阻挡层的器件,结构为ITO/2T-NATA(60nm)/NPB(50nm)/NPB(30nm):DCJTB/NPB(40nm)/BCP(10nm)/Alq(80nm)/LiF(1nm)/Al(20nm),结果表明,DCJTB的掺入量的微小改变对器件的色度影响很大,当DCJTB的掺入量为1.22%时,器件的颜色偏黄绿,其色坐标为（0.3363,0.3871）,峰值波长为561nm,起亮电压为10V。亮度为19000cd/m2。而当DCJTB的掺入量为0.94%时,器件的色度偏蓝,其色坐标为（0.2555,0.2741）峰值波长为449nm,亮度为15000cd/m2。当DCJTB的掺浓度为1.0时,器件接近白色。此时器件的起亮电压为7V,亮度也很好。     

TCTA对红绿磷光有机电致发光器件发光层激子的调控作用

制备了结构为ITO/MoO3(50 nm)/NPB(40 nm)/TCTA(10 nm)/CBP:14%GIr1(30 nm)/TCTA(x)/CBP:2%R-4B(10 nm)/BCP(10 nm)/Alq3(40 nm)/LiF(1 nm)/Al(100 nm)的红绿磷光有机电致发光器件,GIr1和R-4B分别为红、绿磷光染料。通过在红绿间插入较薄间隔层TCTA的方法,调节载流子、激子在红绿发光层中的分布,并结合TCTA和BCP对发光层内载流子和激子的有效阻挡作用,研究了载流子调控层TCTA在不同厚度下对器件发光性能的影响。结果表明,TCTA为1 nm时,器件的发光性能得到了很好的提升。电压为6 V时,TCTA为1 nm器件的电流密度、亮度、最大电流效率分别为0.509 mA/cm2、69.91 cd/m2和13.72 cd/A,而TCTA为0 nm器件的电流密度、亮度、最大电流效率分别为1.848 mA/cm2、215.7 cd/m2和11.67 cd/A。     

超薄发光层结构的荧光型白光有机发光器件

使用蓝、绿、红超薄发光层结构来制备荧光型非掺杂白光器件,其器件结构为ITO/MoO3(5 nm)/TCTA(40 nm)/C545T(1 nm)/TCTA(2 nm)/BePP2(1 nm)/Bphen(2 nm)/DCJTB(1 nm)/Bphen(30 nm)/LiF(1nm)/Al(1 000 nm).白光器件的最大发光亮度和电流效率分别为16 154.73 cd/m2和11.58 cd/A.在电压为7V时,器件的色坐标为(0.322 2,0.335 1),而且色坐标在大的电压变化范围内的变化值仅为(0.017 4,0.002 9).与掺杂结构的白光器件相比,超薄发光层结构的白光器件拥有高的电流效率和稳定的电致发光光谱,原因是超薄发光层结构的载流子捕获效应能使激子有效限制在复合区域内.     

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。     

以B3PyPPM为电子传输层制备蓝色磷光OLED器件

以B3PyPPM作为电子传输层,分别以TCTA和mCP为母体,制备A、B两组结构为ITO/HATCN(5nm)/TAPC(45nm)/TCTA∶FIrpic(15%,15nm)/B3PyPPM(X nm)/B3PyPPM∶Cs(15%,10nm)/Al,ITO/HATCN(5nm)/TAPC(45nm)/mCP(5nm)/mCP∶FIrpic(15%,15nm)/B3PyPPM(X nm)/B3PyPPM∶Cs(15%,10nm)/Al的蓝色磷光器件,其中X的值分别为40nm、45nm、50nm、55nm.实验证明,mCP作为母体的器件最大亮度和最大电流效率分别达到14 930cd/m~2、9.9cd/A,亮度从500cd/m~2上升到3 000cd/m~2时,外量子效率滚降仅仅只有10.1%,远优于以TCTA为母体器件的效率滚降特性,由于B3PyMPM能够改善电子的注入特性,两组器件的开启电压分别为2.3V和2.8V,低于采用其他电子传输层材料制备的Firpic蓝色磷光器件.在30mA/cm2电流密度下,器件光谱有一个波长在474nm的主峰和496nm的振动峰,随着电子传输层厚度的增加,振动峰的强度增强,这是由微腔效应引起的,通过光学模拟详细地研究了器件中存在的微腔现象.     

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。     

荧光染料掺杂的高效率、高亮度白色有机电致发光器件

制备了结构为 ITO/NPB（30 nm）/Rubrene（0.2 nm）/CBP：Bczvbi（8 nm,x%）/Bphen（30 nm）/Cs₂CO₃：Ag₂O（2 nm,20%）/Al（100 nm）的器件。研究了Bczvbi掺杂浓度（x=5,10,15）对白光器件性能的影响。综合利用发光层中主客体之间的能量转移和空穴阻挡层的空穴阻挡特性,得到了高效率、高亮度的白色有机电致发光器件。当Bczvbi的掺杂质量分数为10%时,器件的效率和亮度都为最大。驱动电压为7 V时,最大电流效率为4.61 cd/A;驱动电压为9 V时,最大亮度为21 240 cd/m²。当驱动电压从4 V增加到9 V时,色坐标从（0.36,0.38）变化为（0.27,0.29）,均处于白光区域。     

使用PTB7作为阳极修饰层提高有机发光二极管的性能

采用poly[[4,8-bis[(2-ethylhexyl)oxy]benzo[1,2-b:4,5-b’]dithiophene-2,6-diyl][3-?uoro-2-[(2-ethylhexyl)carbonyl]thieno[3,4-b]thiophenediyl]](PTB7)作为有机发光二极管器件的阳极修饰层,制备了结构为indium tin oxide(ITO)/PTB7(不同浓度)/N,N’-Bis(naphthalen-1-yl)-N,N’-bis(phenyl)benzidine(NPB,40 nm)/8-hydroxyquinoline(Alq3,60 nm)/LiF(1 nm)/Al的系列器件,同时研究了不同浓度的PTB7对器件性能的影响.PTB7的最佳浓度为0.25 mg/mL,器件性能得到明显的改善,起亮电压为4.3 V.当驱动电压为14.6 V时,最大亮度为45800 cd/m2,最大电流效率为9.1 cd/A.与没有PTB7修饰的器件相比,其起亮电压降低了1.9 V,最高亮度提升了78.5%.器件性能提高归因于PTB7的插入使得空穴注入和传输能力大大改善.     

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。     

High-efficiency Simple Structure White Organic Light-emitting Devices Based on Rubrene Ultrathin Layer

White organic light-emitting devices (WOLEDs) were fabricated with an ultrathin layer of rubrene inserted between NPB and TPBI. With a simple three-layer structure of ITO/NPB(50 nm)/rubrene(0.1 nm)/TPBI(50 nm)/LiF/Al, a white light with CIE coordinates of (0.31, 0.30) were generated. The device gave a maximum luminance efficiency of 2.04 lm/W at 5 V. Furthermore, with a multilayer structure of ITO/m-MTDATA(30 nm)/NPB(20 nm)/rubrene(0.1 nm)/TPBI(40 nm)/Alq₃(10 nm)/LiF/Al, the device reached a maximum luminance efficiency of 4.29 lm/W at 4 V and the luminance could exceed 10 000 cd/m² at 10 V.     

基于铱配合物材料的高效高稳定性有机发光二极管

使用基于重金属Ir的新磷光材料(tpbi)₂Ir(acac)，制备了多层结构有机发光二极管器件: ITO/CuPc (40 nm)/α-NPD (45 nm)/CBP: (tpbi)₂Ir(acac) (3%, 30nm)/BCP(20 nm)/Alq₃ (20 nm)/LiF (1 nm)/Al (100 nm).测试了材料的寿命、光谱吸收性质和器件的I-V-L特性.器件在低电压下电流符合热发射注入模型，高电压下I-V呈线形关系.不同偏压下器件发光光谱稳定，多峰拟合结果表明器件光谱由α-NPD发光峰(450 nm)，(tpbi)₂Ir(acac)主发光峰(518 nm)和肩峰(543 nm)构成.驱动电压为6 V时，器件效率达到最大12.1 lm/W，此时亮度为136 cd/m²，器件亮度最大为13500 cd/m²，此时效率为0.584 lm/W. 关键词： 有机发光二极管 磷光 效率 I-V-L特性')" href="#">I-V-L特性 光谱     

具有新型双空穴注入层的有机发光二极管

采用新型双空穴注入层N, N, N', N'-tetrakis(4-Methoxy-phenyl)benzidine/Copper phthalocyanine(MeO-TPD/CuPc)及器件结构:ITO/MeO-TPD(15 nm)/CuPc(15 nm)/ N, N'-Bis(naphthalen-1-yl)-N, N'-bis(phenyl)benzidine (NPB, 15 nm)/8-hydroxyquinoline (Alq₃, 50 nm)/LiF(1 nm)/Al(120 nm), 研制出高效有机发光二极管(器件D), 与其他器件(器件A, 没有空穴注入层的器件; 器件B, MeO-TPD单空穴注入层; 器件C, CuPc单空穴注入层)相比, 其性能得到明显改善. 器件D的起亮电压降至3.2 V, 比器件A, B, C的起亮电压分别降低了2, 0.3, 0.1 V. 器件D在10 V时, 其最大亮度为23893 cd/m², 最大功率效率为1.91 lm/W, 与器件A, B, C的最大功率效率相比, 分别提高了43% (1.34 lm/W), 22% (1.57 lm/W), 7% (1.79 lm/W). 性能改善的主要原因是由于空穴注入和传输性能得到了改善, 通过单空穴型器件的J-V 曲线对这一现象进行了分析. 关键词： 有机发光二极管 空穴注入层 功率效率 势垒     

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.     

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)。     

White organic light-emitting diodes based on benzothiazole derivative

This paper describes the white organic light-emitting diodes (WOLEDs) made from a benzothiazole derivative, N-(4-(benzo[d]thiazol-2-yl)phenyl)-N-phenylnaphthalen-1-amine (BPNA). The bright yellowish-white emission was obtained from a non-doped triple-layer device: ITO/NPB (40 nm)/BPNA (50 nm)/Alq₃ (40 nm)/LiF/Al. The Commission Internationale de L’Eclairage (CIE) coordinates of the device were (0.24, 0.36) at 10 V. The maximum brightness of the device was 9225 cd/m² at 14.4 V. A current efficiency of 3.08 cd/A, a power efficiency of 1.21 lm/W and an external quantum efficiency of 1.18% at a driving current density of 20 mA/cm² were achieved. WOLED with a DCJTB-doped structure of ITO/TcTa/BPNA/BPNA: DCJTB (0.5%)/BPNA/BCP/Alq₃/LiF/Al was fabricated in comparison with the non-doped device. The device emitted bright white light with the CIE coordinates of (0.33, 0.29) at 10 V and a maximum luminance of 7723 cd/m² at 14.8 V.     

高效率的蓝色磷光有机电致发光器件

制备了基于双母体结构的高效率蓝色磷光有机电致发光器件。通过与采用单母体结构和双发光层结构的器件性能进行对比,发现双母体结构的应用对蓝光器件的性能起到了明显的提升作用。双母体蓝光器件的最大效率为14.9 cd/A(13.3 lm/W),最大亮度达到10 440 cd/m~2,其开启电压仅为2.7 V。蓝光器件同时展示出低的效率滚降特性,在100~5 000 cd/m~2范围内,器件的效率滚降仅为35.3%。在3~8 V的电压变化内,器件的色坐标一直位于蓝光区域。