量子点发光二极管功能层厚度确定方法

为改善量子点发光二极管器件载流子注入平衡,提出一种量子点发光二极管各功能层厚度的确定方法.首先选定量子点发光层厚度,基于隧穿模型进行仿真分析确定电子传输层厚度;然后采用空间电荷限制电流模型进行仿真分析确定空穴传输层厚度.采用CdSe/ZnS量子点作为发光层、poly-TPD作为空穴传输层、Alq_3作为电子传输层,按照该方法仿真分析得到各功能层厚度进行旋涂-蒸镀法实物器件制备.对比实验结果表明:当poly-TPD、QDs及Alq_3厚度分别为45nm、25nm及35nm时,获得了较高的发光效率及色纯度,器件性能最好.该方法确定的各功能层厚度有助于减少载流子在发光界面积累,获得载流子的注入平衡,从而改善QLEDs发光性能.     

氧化锌锡作为电子传输层的量子点发光二极管

本文研究了以胶状量子点作为发光层和有机/无机混合材料作 为电子-空穴传输层的电致发光二极管器件. CdSe 量子点以薄膜的形式夹在无机氧化锌锡电子传输层和有机TPD空穴传输层中间构成三明治结构. 氧化锌锡电子传输层采用磁控溅射实现, 有机TPD空穴传输层和量子点发光层则采用旋涂的方法制备, 得到的QD-LEDs器件结构界面陡峭、表面平整. 光电特性表征结果显示器件的电致发光具有良好的单色性、低的开启电压, 利 用具有高电子迁移率和低载流子浓度的无机氧化锌锡薄膜作为电子传输层可 以实现器件在大气环境下稳定、明亮的电致发光. 本文分析了器件的工作机理并通过改变氧化锌锡的电导率达到控制器件中电子和空穴的注入比的目的, 优化了器件的光电性能. 关键词： 量子点 氧化锌锡 电致发光 电子传输层     

电子传输层厚度及阻塞层对量子点发光二极管性能的影响

针对量子点发光二极管(QLED)中载流子注入不平衡的问题,对空穴和电子在量子点层的注入速率进行了研究。制备了不同电子传输层厚度、结构为ITO/PEDOT∶PSS/Poly-TPD/QDs/Alq3/Al的QLED样品。Alq_3厚度由25 nm逐步递增至45 nm时,器件的开启电压升高,器件均发出量子点的红光。当Alq_3厚度为30nm时,器件的电流效率最高。此时,空穴和电子在量子点层的注入速率达到相对平衡。为进一步研究器件的发光特性,在QDs和Alq_3接触界面嵌入电子阻塞层TPD。研究发现,当TPD的厚度为1 nm时,器件发出红光;当TPD厚度为3 nm和5 nm时,器件开始出现绿光。实验结果表明,在选取电子阻塞层时,应选择LUMO较低的材料且阻塞层的厚度必须很薄。     

氧化锌作为电子传输层的量子点发光二极管

为降低量子点发光二极管(QLED)的开启电压,提高器件性能,利用电子传输性能良好的氧化锌(ZnO)作为电子传输层,制备了结构为ITO/PEDOT∶PSS/poly-TPD/QDs/ZnO/Al的QLED样品。在该器件结构基础上,采用隧穿注入和空间电荷限制电流模型仿真分析了载流子在量子点(QDs)层的电流密度。研究发现,当ZnO厚度为50 nm时,poly-TPD的理论最优厚度为40 nm,载流子在QDs层的注入达到相对平衡。通过测试器件的电流密度-电压-亮度-发光效率特性,研究了空穴传输层厚度对QLED器件性能的影响。实验结果表明,当空穴传输层厚度为40 nm时,器件的开启电压为1.7 V,最大发光效率为1.18 cd/A。在9 V电压下,器件最大亮度达到5 225 cd/m~2,远优于其他厚度的器件。实验结果与仿真结果基本吻合。     

利用电子传输层掺杂改善有机发光器件的效率

利用BCP掺杂到电子传输层Alq中,在掺杂层中阻挡了空穴的迁移,调整了空穴和电子的平衡,将激子有效地限制在发光层中发光,从而增加有机电致发光器件的效率.器件的最大电流效率在外加电压9 V时达到4.1 cd/A(掺杂浓度8%时),与一般未掺杂器件相比效率提高了2倍多.同时也减少空穴到达阴极,而减少发光淬灭.     

基于MADN空穴传输层的双层结构高效率黄绿光OLED及其阻抗谱分析

以MADN为空穴传输层,主-客掺杂体系[Alq₃∶0.7 Wt%rubrene]为发光兼电子传输层,构建了双层结构的高效率黄绿光OLED器件。该器件的黄绿光由主发光体Alq₃通过不完全能量转移到客发光体rubrene实现,电致发光峰值位于560 nm,1931CIE色坐标为(0.46, 0.52),最大发光效率达到了7.63 cd·A-1,比相应的NPB做空穴传输层的双层结构器件提高了30%。通过构建以MADN或NPB为空穴传输层的空穴单载流子器件并进行阻抗谱分析,结果表明MADN可以作为一种非常有效的空穴传输层,其空穴迁移性略低于NPB,这恰好弥补了OLED器件中空穴迁移比电子迁移快这一缺陷,为改善OLED发光层中载流子的平衡性创造了条件,从而提高了器件的发光效率。此外,MADN做空穴传输层的双层结构OLED的发光效率与传统三层结构器件(MADN和Alq₃分别作为空穴传输层和电子传输层)基本相当,表明了这种双层结构器件在简化器件结构的同时并不以牺牲发光效率为代价,发光层[Alq₃∶0.7 Wt%rubrene]兼具有优良的电子传输性能。     

利用LiF空穴阻挡/激子限制层提高有机电致发光器件效率

将厚度为0.5 nm的LiF薄层引入到双层有机电致发光器件(OLEDs)的Alq3发光/电子传输层中作为空穴阻挡/激子限制层,研究其位置对器件光电性能的影响。发现LiF薄层在不同位置均明显提高器件的发光效率,当LiF薄膜距离TPD/Alq3界面20~40 nm时,OLEDs的最大发光效率约为4.5 cd/A,是对比器件(没有LiF薄层)的1.8倍。OLEDs的电流密度随着减小LiF薄层与阴极的距离而增大。研究表明,这是因为LiF薄层可有效阻挡进入复合发光区域未复合的过剩空穴并导致其积累,空穴积累可提高电子传输区域中的电场,提高其中电子的传输和从阴极的注入,从而提高复合发光区域中的载流子平衡及其复合几率;LiF薄层可将激子限制在复合发光区域,减少激子被阴极淬灭的几率。     

采用瞬态EL和延迟EL测试方法研究磷光掺杂体系的内部发光过程

有机磷光发光二极管(OLED)因为理论内量子效率能达到100%而成为研究热点,但是至今有机磷光OLED器件发光机理及过程仍然不完全清楚,需进一步研究. 本文中搭建了一套瞬态电致发光和延迟电致发光的测量系统,并首次综合运用瞬态电致发光和延迟电致发光测量来探测有机磷光OLED 器件发光层内部电荷载流子的运动,从而分析研究其内部发光过程及机理. 研究中首先制备了一种高效红色磷光材料(pbt)₂Ir(acac)衍生物(Irf)掺杂荧光材料作为发光层的器件,对其进行了瞬态EL测量,发现当驱动脉冲信号撤销时瞬态发光强度会突然出现一个瞬时过冲现象(transient overshoot),通过实验分析证实这个发光的瞬时过冲是由于发光层内部电子和空穴累积造成的,还证实了在发光层与空穴传输层界面存在空穴的累积. 通过延迟电致发光的研究发现在这种掺杂体系中发光主要来自于客体材料Irf的直接俘获电子空穴复合发光,而不是来自于主客体之间的能量传递,器件中的空穴传输发生在客体材料Irf上,而电子传递则主要在主体材料TAZ上. 同时还发现空穴注入是整个掺杂体系中重要的影响因素. 关键词： 瞬态EL 延迟电致发光 三线态-三线态湮没 overshoot     

利用银纳米立方增强效率的多层溶液加工白光有机发光二极管

金属纳米粒子的局域表面等离子体共振效应常被用于增强有机发光二极管中激子辐射强度,其增强效果与金属纳米粒子的共振波长、共振强度及其与激子之间的耦合密切相关.本文将具有较强局域表面等离子体共振效应的银纳米立方引入多层溶液加工白光有机发光二极管中提升器件性能.在传统的溶液加工有机发光二极管中,发光层主体一般具有较强的空穴传输性,因此激子主要在发光层/电子传输层界面附近复合.本文将银纳米立方掺入电子传输层中,使银纳米立方与激子之间产生充分的耦合作用,提高激子发光强度.对银纳米立方包裹二氧化硅外壳,一方面优化纳米立方与激子之间的距离,另一方面减小其对器件中电荷传输的影响.通过优化银纳米立方的浓度,多层溶液加工白光有机发光二极管的电流效率达到30.0 cd/A,是基础器件效率的2倍.另外,由于银纳米立方的等离子体共振光谱较宽,同时增强了白光中蓝光和黄光的强度,因此引入银纳米立方基本没有影响白光的色度.研究结果表明引入金属纳米粒子是提升多层溶液加工发光二极管性能的有效方法.     

ZnO作为电子传输层的绿光胶体CdSe量子点LED(QD-LED)的制备与表征

通过调节作为发光层的量子点的尺寸,可以制作出覆盖可见光(380～780 nm)以及近红外光谱的量子点LED(QD-LED),其光谱范围很窄且半高宽可达30 nm。然而量子点LED的寿命、亮度以及效率需要进一步提高才能满足商业化的需求。为了研究QD-LED器件的特性,本文采用523 nm波长的CdSe/ZnS核壳型量子点为发光层、poly-TPD为空穴传输层、ZnO为电子传输层,制备了绿光量子点LED,并表征了器件的特性。     

聚苯胺在聚合物发光二极管中的空穴传输作用

报道了聚苯胺中间氧化态(emeraldine base form PANI-EB)空穴传输层对以PPV衍生物(PTA-PPV,PTA-DMPPV和MEH-PPV)为发光层和Alq₃为电子传输层构成的多层结构的发光二极管的影响。实验结果表明,在器件中PANI-EB空穴层的引入能有效地降低器件的启亮电压和提高器件的发光亮度,其影响程度依赖于PPV衍生物的结构。     

基于共价有机聚合物空穴注入层的钙钛矿发光二极管EI北大核心CSCD

卤化物钙钛矿(ABX)量子点及其发光器件具有色纯度高、外量子效率高以及在可见光范围内可调等特点,近年来在照明、显示等领域中展现出巨大潜力。然而,钙钛矿量子点发光二极管(PeQLEDs)的稳定性正成为制约其商业应用的最大障碍,除了钙钛矿发光层本身的稳定性问题之外,传输层的水氧稳定性问题也不可忽略。为了解决这一发展过程中的难题,我们提出了基于氮唑类单体构筑共价有机聚合物材料(COP-N)替代传统的PEDOT∶PSS作为空穴注入层材料的新型PeQLEDs。我们发现COP-N具有本征的水氧稳定性,且与PVK之间的空穴注入势垒更小。这些特性使得基于COP-N的PeQLED在取得比PEDOT∶PSS更好发光效率的同时实现了近2倍的稳定性提升。我们认为,这种共价有机聚合物有望成为新型的空穴注入材料,实现高效稳定的钙钛矿电致发光,促进钙钛矿发光器件的发展。     

高亮度高效率蓝色聚合物发光二极管

蓝色聚合物发光二极管是人们关注的课题,前不久,我们报道[1]了利用ITO/PVCz/BBOT/Mg·Ag结构达到亮度1700cd/m2,量子效率0.2%的蓝色器件.在本文中我们报道以掺杂perylene(PRL)和triphenylamine(TPA)的poly(N-vinylcar-bazole)(PVCz)为空穴传输层,以PBD为空穴锁住层,Alq为电子注入层的器件,其亮度达6100cd/m2,量子效率达0.7500,流明效率0.451m/W的蓝色发光器件.就我们所知,这个亮度是蓝光中最高的亮度.     

基于载流子平衡的效率及亮度提高的有机蓝光器件

研究了在两空穴传输层之间插入Bphen中间层对有机蓝光器件(BOLEDs)效率的影响。结果表明,其对空穴的阻挡作用使得电子与空穴在发光区内达到相对平衡,减少了激子-极化子猝灭几率,从而提高了有机蓝光器件的效率和亮度。器件的最大电流效率从16.12 cd/A增加到20.52 cd/A,相对提高了27.30%;最大功率效率从14.23 lm/W增加到17.64 lm/W,相对提高了23.96%。文中对提高效率的物理机制进行了详细的阐述。     

效率增强的新型蓝色有机发光器件

使用一种新型空穴传输材料J003制备了不同结构、不同发光层厚度的两组蓝色发光器件,其结构为:ITO/CuPc/J003/JBEM:perylene/Al_q3/LiF/Al和ITO/CuPc/J003/JBEM:perylene/TPBi/Al_q3/LiF/Al,这里CuPc(Copper phthalocyanine)和LiF分别为空穴注入层(HIL)和电子注入层(EIL),J003为空穴传输层(HTL),JBEM(9,10-bis(3,5'-diaryl)phenylylanthracene)为发光层(EML),TPBj(1,3,5-tri(phenyl-2-benzimidazole)-benzene)为空穴阻挡层(HBL),Al_q3(tris(8-quinolinolato)aluminium complex)为电子传输层(ETL).两种结构中前者为无阻挡层的普通型结构,后者在发光层和电子传输层中加入了空穴阻挡层,是新型阻挡层结构.研究了空穴阻挡层的引入在不同厚度发光层时对器件发光性能的影响,结果表明,新型阻挡层结构能明显提高器件的亮度和效率,但依赖于发光层厚度,利用能级图分析了其中的原因.     

基于溶液加工小分子材料发光层的有机-无机复合发光器件

报道了基于溶液加工有机小分子材料发光层、聚乙烯亚胺电子注入层的有机-无机复合发光器件. 优化了空穴传输层和磷光染料的掺杂浓度, 得到最佳发光效率的器件. 蓝光、黄光和红光器件的最大外量子效率为17.3%, 10.7% 和7.3%. 在发光亮度为1000 cd/m² 时, 蓝光、黄光和红光器件的外量子效率分别为17.0%, 10.6% 和5.8%, 器件效率下降较小. 原因在于同时采用空穴传输型和电子传输型的小分子材料作为共同主体材料, 器件具有较宽的载流子复合区域, 降低了三线激发态-三线激发态湮灭和三线激发态-极化子相互作用对器件发光效率的影响. 白光器件在亮度为1000 cd/m²时, 发光效率和功率效率为31 cd/A和 14.8 lm/W. 器件的色度为(0.32, 0.42), 色度比较稳定, 随电流的变化微小. 器件的效率较以往报道的有机-无机复合发光器件有显著的提高, 主要归因于在聚乙烯亚胺上能够制备特性良好的小分子材料薄膜, 以及小分子主体材料拥有较高的三线态能量和平衡的载流子传输特性, 能够获得高效的磷光发射.     

缓冲层和掺杂的电子传输层对有机电致发光器件发光效率影响的研究

针对有机发光器件需要提高发光效率问题,利用其最高被占用分子轨道(HOMO)有利于改善空穴注入的特点,将氧化钼(MoO3)插入m-MTDATA与NPB之间;将羟基喹啉锂(Liq)掺入4,7-联苯-1,10-邻二氮杂菲(Bphen)作n型电子传输层,制备具有空穴缓冲层和n型掺杂电子传输层的有机电致发光器件。通过单载流子电子器件J-V曲线的比较,将掺杂质量分数确定为w(Bphen)∶w(Liq)=65∶35。在完整器件中,随着MoO3厚度的增加,器件效率改善显著,当MoO3厚度达到1nm时,器件性能最佳,此后趋于饱和,对厚度变化不敏感。说明使用MoO3及n型掺杂后空穴及电子的注入传输均获得明显提高,并在发光区域达到有效平衡,器件的亮度及发光效率获得明显改善,与控制器件相比,电流效率、功率效率及亮度分别提高约62%、约98%和约60%,电压V下降了约28%。     

一种红光螯合电磷光聚合物光电性能的研究

研究了螯合电磷光聚合物PFBtpIrm的光致发光、电化学和电致发光特性,并通过优化器件结构提高聚合物的电致发光性能.发现在聚合物中加入PBD使发光效率降低;而加入PVK空穴传输层后,由于能量有效地转移到电磷光聚合物中,器件性能提高.基于器件ITO/PEDOT/PVK/ PFBtpIrm5/Ba/Al,在电流密度为10.0mA/cm²时,最大外量子效率为4.25%,饱和红光的色坐标为(0.69,0.29). 关键词： 电致磷光 聚合物发光二极管 电子传输材料 空穴传输材料     

有机/无机复合双层电子传输层的量子点发光二极管

采用有机/无机复合双层电子传输层（ETL）研制绿色QLEDs,其中有机ETL采用OLED中常见的ETL材料,无机ETL采用ZnO纳米颗粒,并通过调控有机ETL厚度改变电子注入,使电子/空穴达到平衡。制备的器件结构为:ITO/PEDOT:PSS/TFB/QDs/ZnO NPs/TPBI:Liq/Al,其中有机电子传输层TPBI:Liq采用真空蒸镀沉积。与仅采用ZnO电子传输层的器件相比,可以使器件性能得到大幅提升:器件的最大电流效率从11.53 cd/A提升到22.77 cd/A,同时器件的启亮电压、电致发光光谱无明显变化。判断有机ETL的主要作用是抑制了过量电子的注入和传输,在发光亮度变化不大的情况下,降低了器件的无效复合（例如俄歇复合）电流,从而使电流效率明显提升。     

CBP有机薄膜对MEH-PPV聚合物发光二极管性能的影响

以聚合物发光材料MEH-PPV为发光层的聚合物发光二极管的ITO阳极与发光层之间,加入一层溶解于氯仿中的有机小分子CBP,能显著改善发光器件的电流特性。在电压较低的时候能提高电流,在电压较高的时候能抑制电流,从而增加工作电压范围。此外,器件的电流效率也能得到显著的提高。实验结果表明,加入CBP层后,在低电压时,CBP层能够减缓空穴注入到发光层中,将其限制在CBP层,从而在器件中形成一个内电场,有助于电子的传输,降低开启电压,提高发光亮度。在电压较高时,CBP作为电子阻挡层,能阻挡电子漏泄到阳极,从而使在复合区的空穴与少数载流子电子的复合效率提高,改善器件的性能。