白光OLED器件结构的研究进展

白光OLED(organic light-emitting diodes)因具有超薄、可以柔性化、透明化、面发光等优点而备受关注,其有可能成为未来的固态照明器件。目前白光OLED的器件主要为单层、双层、三层、四层发光区以及叠层和微腔等结构,不同的结构具有各自的优点。器件结构的优化和改进,使得白光OLED器件的效率可以媲美荧光灯。介绍了白光OLED的工作原理,结合国内外的发展综述了白光OLED器件结构的研究进展。最后,讨论了几种增强白光OLED的结构。     

基于调色原理白光OLED器件结构的研究

三刺激值计算是求取各种色度量的基础。采用三刺激值的基本定义及其计算方法推导得到了色纯度为(0.33,0.33)的白光有机电致发光显示器(OLED)所需要的红、绿、蓝三基色的最佳亮度配比:红光为28.2%,绿光为57.1%,蓝光为14.7%,为实验前器件结构的选择提供了一定的理论基础。通过实验对其进行验证,得到色纯度为(0.25,0.32)的白光OLED,实验结果与理论值有一定的差别是由于器件中有机材料对各种波长的光有一定的吸收作用,对其进行了分析。     

镱银阴极对顶发射白光OLED器件光电性能的影响研究

研制了以镱银合金为透明阴极的顶发射白光OLED器件。采用ITO/NPB: LiQ（5%）（10 nm）/TCTA（20 nm）/FIrpic+3.5% Ir(ppy)₃+0.5%Ir(MDQ)₂(acac)（25 nm）/TPBI（10 nm）/LiF（5 nm）/Yb: Ag (X%)（X nm）器件结构,在相同镱银比例下,蒸镀不同厚度的镱银合金阴极制备了新型顶发射白光OLED器件,获得了优化的镱银合金厚度为12 nm;固定镱银阴极厚度,蒸镀不同比例的镱银合金阴极制备了新型顶发射白光OLED器件,探究不同比例的镱银合金对有机电致发光器件的影响。结果表明,当镱银电极的掺杂比例为10:1时,器件的性能最佳,在20 mA/cm2电流密度下,器件的驱动电压为2.3 V,亮度为1406 cd/m2,色坐标为(0.3407, 0.3922)。     

发光层混合掺杂的白光OLED器件

制备了白光OLED器件,器件结构为:ITO/2T-NATA(15nm)/NPB(25nm)/ADN:TBPe[(20-x)]nm、ADN:TBPe:DCJTB(xnm)/Alq3(20nm)/LiF(1nm)/Al(100nm)。研究了ADN:TBPE:DCJTB层厚度从0～8nm变化时对器件发光的影响。实验结果表明,当ADN:TBPE:DCJTB层厚度为0时,器件发蓝光;随着ADN:TBPE:DCJTB层厚度的增加,器件发光的色坐标从蓝光区进入白光区,在ADN:TBPE:DCJTB层厚度为6～8nm时得到色坐标较好的白光器件。     

覆盖层对顶发射白光微型OLED性能的影响研究

采用两种覆盖层CPL（Capping layer）材料Alq3和ZnSe制备了顶发射白光有机电致发光器件TE-OLEDs（Top emitting white organic light-emitting diodes）,器件结构为ITO/NPB: LiQ (5%) (10 nm) /TCTA(20nm)/FIrpic+3.5%Ir(ppy)3+0.5%Ir(MDQ)2(acac)(25nm)/TPBI(10nm)/LiF(5nm)/Mg: Ag(10%) (12 nm)/CPL。实验结果表明,Alq3和ZnSe作为CPL可以增强TE-OLED器件的出光和调制光谱特性,并且ZnSe作为覆盖层制备的TE-OLED器件色坐标（CIEX,CIEY）随亮度变化更平稳,表现出良好的色稳定性。进一步,通过改变ZnSe厚度来优化器件,当ZnSe为45 nm时,器件获得了最佳的亮度和电流效率,分别为1461 cd/cm2和7.38 cd/A,色坐标为（0.30,0.33）。     

发光性能稳定的磷光与荧光复合型白光OLED

使用荧光染料TBPe和Ir(ppy)_2acac 、R-4B两种光染料,采用蓝/红绿双发光层的结构,并结合TPBi对空穴的有效限制作用 ,制备了结构为ITO/MoO₃(X nm)/ADN:(2%)TBPe(30 nm)/CBP:Ir(ppy)_2acac(14%):R-4B(2%)(5nm)/TPBi(10 nm)/Alq₃(30nm)/LiF(1nm )/Al(100nm)的磷光与荧光复合的白光OLED,其中,MoO₃的厚 分别为0、15、20、30和40nm,通过改变MoO₃的厚度调控载流子的注入能力,使用空穴阻挡层提高光效; 通过测量其电压、电流、亮度、色坐标和电致发光(EL)光谱等参数,研究不同厚度的MoO ₃对器件发光性能的影响。结果表明,在MoO₃厚为20nm的情况下,器件的效率滚降 最为平缓。在电压分别 为8、9、10、11、12和13V时,器件的色坐标分别为 (0.31,0.33)、(0.30,0.33)、(0.29,0.33)、(0.29,0.33)、(0.29,0.33)和(0.29, 0.33),具有较高的稳定性,原因为采用 蓝/红绿双发光层结构更有利于蓝光的 出射,且使用ADN主体材料掺杂蓝色荧光染料TBPe作为蓝光发光层降低三重态-三重态 湮灭几率。 研究还发现,在电压为11V、器件的亮度为9744cd/m²和电流密度为11.50mA/cm²时,最大器件的电流效率为 7.0cd/A。     

高效叠层OLED白光器件进展

叠层有机发光二极管（Organic Light-Emitting Diode,OLED）白光器件具备低功耗、高亮度、高色域等性能优势。然而,由于效率、寿命及驱动电压等性能仍有较大改进空间,叠层结构的材料及电学结构仍需进一步优化。本文重点介绍叠层OLED白光器件的最新研究进展,总结了三类电荷产生层（Charge Generation Layer,CGL）在工程化应用中存在的问题以及其非破坏性检测方法;综述高效叠层OLED白光器件的“全磷光体系”、“并行通道激子收集”及“混合磷光热活性型延迟荧光（Thermally Activated Delayed Fluorescence,TADF）体系”最新研究成果,对器件寿命问题进行总结,探讨分析“分级掺杂”、“四色混合TADF体系”等从结构方面提出优化方案,并针对不同发光材料体系中的CGL材料及结构综述叠层OLED白光器件实现较低工作电压的技术方法,最后对叠层OLED白光器件的材料和结构提出改进建议。     

高效叠层OLED白光器件进展

叠层有机发光二极管（Organic Light-Emitting Diode,OLED）白光器件具备低功耗、高亮度、高色域等性能优势。然而,由于效率、寿命及驱动电压等性能仍有较大改进空间,叠层结构的材料及电学结构仍需进一步优化。本文重点介绍叠层OLED白光器件的最新研究进展,总结了三类电荷产生层（Charge Generation Layer,CGL）在工程化应用中存在的问题以及其非破坏性检测方法;综述高效叠层OLED白光器件的“全磷光体系”、“并行通道激子收集”及“混合磷光热活性型延迟荧光（Thermally Activated Delayed Fluorescence,TADF）体系”最新研究成果,对器件寿命问题进行总结,探讨分析“分级掺杂”、“四色混合TADF体系”等从结构方面提出优化方案,并针对不同发光材料体系中的CGL材料及结构综述叠层OLED白光器件实现较低工作电压的技术方法,最后对叠层OLED白光器件的材料和结构提出改进建议。     

CuPc作蓝色OLED的缓冲层对器件性能影响的研究

本文对以LiBq，作为发光层，PVK：TPD作为空穴输运层，结构为：ITO／PVK：TPD／LiBq4／Alq3／Al的蓝色有机电致发光器件，在相同工艺条件下引入和不引入CuPc缓冲层，进行了实验研究。结果表明：由于CuPc缓冲层的引入，使蓝色OLED的电流随电压的增大较未加CuPc的OLED相对缓慢；且启亮电压上升，发光亮度和效率下降。这主要是因为CuPc加入后，空穴注入势垒降低，使PVK：TPD／LiBq4界面空穴积累数量增大，产生的反向漂移电场阻碍了空穴多数载流子的注入；并进而致使发光层注入空穴数量减小，内建电场加强，激子形成几率变小，解离几率增大。     

照明用白光OLED技术的现状与挑战

有机电致发光二极管（OLED）具有制备工艺简单、抗震性能好、能耗较低,且能够在不同材质的基板上制造、柔韧、易弯曲等特点,是现代显示技术的重要研究方向,而其在照明领域的应用前景也被人们所看好。文章结合最新的研究成果,对OLED应用于照明的优势及遇到的问题与挑战做了简要讨论,并概括分析了解决这些问题的方法。     

一种新的多发光层白色有机电致发光器件

采用多发光层结构,将一种新型的黄橙色荧光染料2-溴-4-氟苯乙烯-8-羟基喹啉锌(BFHQZn,(E)-2-(2-bronw-4-fluorostyryl)quinolato-Zinc)与蓝色9,10-二-2-蔡蔥(ADN)组合在一起实现白光.研究了插入4,4-N,N-二咔唑联苯(CBP)对器件色度的影响,通过改变发光...     

Properties of non-doped organic light-emitting devices based on an ultrathin iridium complex phosphor layer

Organic light-emitting devices (OLEDs) were constructed with a structure of indium tin oxide (ITO)/N,N'-bis(naphthalen-1-yl)-N'-bis(phenyl)-benzidine (NPB) (50-xnm)/bis[2-(4-tertbutylphenyl)benzothiazolato-N,C2'] iridium (acetylacetonate) [(t-bt)2Ir(acac)] (nm)/NPB (30nm)/Mg:Ag (200nm).A thin blue emission material of NPB was used as a separating layer,and the (t-bt)2Ir(acac) yellow phosphorescent dye was acted as an ultrathin light-emitting layer.TPBI acted as both hole-blocking and electron-transporting layer.By changing the location (x) and the thickness (d) of the phosphor dye,the variation of device performance were investigated.The results showed that all the devices had a turn-on voltage of 2.8V.In the case of d=0.2nm and x=5nm,the OLED had a maximum luminance of 18367cd/m2 and a maximum power efficiency of 5.3lm/W.The high performance is attributed to both direct charge carrier trapping of iridium phosphor dye and the thin NPB separation layer,which effectively confines the recombination zone of charge carriers.     

基于薄层铱配合物的有机电致发光器件研究

采用蓝色磷光染料bis[(4,6-diflourophenyl)-pyridinato-N,C2’)](picolinato) Iridium (III)(FI rpic)和黄色磷光染料bis[2-(4-tertbutylphenyl) benzothiazolato-N,C2,]iridium(acetylacetonate)[(t-bt)2 Ir(acac)]为超薄层,制备了结构为ITO/NPB/mCP/(t-bt)2Ir (acac)/mCP/Flrpic/mCP/TPBi/Mg:Ag的白色有机电致发光器件.通过调节磷光染料双超薄层Flrpic和(t-bt)2Ir(acac)的厚度,优化了白光器件的性能.结果表明,白光器件的最高电流效率为13.08 cd/A,最高功率效率为7.21 lm/W,发光光谱稳定,在9V时得到色坐标为(0.33,o.33)的标准白光,并且在较宽的电压范围内仅有(±0.08,±0.08)变化.这是由于超薄层FIrpic和(t-bt)2Ir(acac)形成的陷阱效应直接俘获电子和空穴,从而将载流子复合区域限制在一定范围内,不仅有利于增加激子的辐射发光效率,且提高了光谱的稳定性.     

CdS薄层对有机电致发光器件性能的影响

将光电材料硫化镉(CdS)薄层插入到结构为ITO/NPB/Rubrene/NPB/DPVBi/Alq3/LiF/Al的白光有机发光器件(OLED)的Alq3和LiF之间,研究了CdS对OLED性能的影响。结果表明,0.1nm厚的CdS插入Alq3和LiF之间的器件性能最好。器件电压从7 V变化到14 V时,色度均在白光的中心区域;当电压为7V时,器件的最大电流效率为9.09cd/A;当电压为14V时,器件的最大亮度为16 370cd/m2。不加CdS时,当电压为8V时,器件的最大效率为5.16cd/A;当电压为14V时,最大亮度为6 669cd/m2。加CdS的器件比不加CdS的器件最大效率提高了1.76倍,最大亮度提高了2.42倍。     

锌金属配合物BFHQZn的白色有机电致发光器件

利用新型荧光染料2-溴-4-氟苯乙烯-8-羟基喹啉锌(BFHQZn,(E)-2-(2-bromo-4-fluorostyryl)quinolato-Zinc)的电致发光(EL)特性,制备了非掺杂型的有机电致白光器件(WOLED)。器件的结构为ITO/CuPc(10nm)/NPBX(25 nm)/BFHQZn(18 nm)/NPBX(xnm)/BCP(10 nm)/Alq3((47-x)nm)/LiF(0.5 nm)/Al,当x为12时,得到了色度最好和效率最大的WOLED,最大电流效率为1.11 cd/A(at 10 V),最大的亮度为817 cd/m2(at 15 V),当驱动电压从7 V(启亮)升高到15 V(最高亮度)时,器件色坐标由(0.32,038)改变为(0.30,0.28)。     

Improved performance of mixed single layer top-emission organic light emitting devices using capping layer

The performance of top-emission organic light emitting devices (TEOLEDs) can be improved by using a thin capping layer on top of the semitransparent metal electrode. We investigated the emission properties of inverted mixed single layer TEOLEDs with the same device structure but different capping materials. The thickness of capping layer was optimized by calculation. The power efficiency of device was 2.5 times enhanced when 45 nm TPD capping layer was added. The enhancement is not simply dependent on the transmittance and reflectance of the top contact, but also on other complex phenomena such as the interference effects in the device. The results of properties and dependence of EL spectra on viewing angle for all devices indicated that the large enhancement factor may be related to the complex interference phenomenon in our mixed single layer devices due to the emitter center and recombination region is different from conventional heterojunction devices.     

微腔结构顶发射有机白光器件

结合微腔效应,通过调节不同发光层的厚度制作了顶发射有机白光器件.器件结构为Si/Ag/Ag2O/m-MTDATA/NPB/DPVBi/DCJTB:Alq3/Alq3/LiF/Al/Ag,其中DPVBi,DCJTB与Alq3的掺杂层分别作为蓝光和红光发光层,在选定490 nm的谐振波长时,通过调节DPVBi和掺杂层的厚度来实现对器件发光色度的调节.当DPVBi厚度为1 nm,电压为9 V时,器件的色坐标为(0.33,0.34),非常接近白光等能点.此项工作为利用微腔效应制作高效率高亮度顶发射白光器件奠定了基础.     

新型双空穴注入型高效有机电致发光二极管

采用一种新型有机电致发光二极管（OLED）的阳极结构,在玻璃衬底上以半透明的A1膜为出光面,通过在空穴注入层（HIL）和空穴传输层（HTL）中间插入MoOa层,制备了底发射OLED。制备的器件结构为Glass／Al（15nm）／HAT—CN（IOnm）／M003（30nm）／NPB（30nm）／Alq3（60nm）／B...     

Constructing a novel single-layer white organic light-emitting device through a new sky-blue fluorescent bipolar host

A novel device concept was realized for simple single-layer small-molecule white organic light emitting devices. The single organic active layer here is simply comprised of a newly synthesized sky-blue fluorescent bipolar host (TPASO) and a common orange phosphorescent dopant. Suppressed singlet Föster energy transfer induced by a low-concentration doping and spontaneous high- to low-lying triplet energy transfer, respectively, lead to sky-blue fluorescence from TPASO and orange phosphorescence from the dopant. The resulting two-organic-component device exhibits a low turn-on voltage of 2.4 V, maximum current/power efficiencies up to 11.27 ± 0.02 cd A⁻¹ and 14.15 ± 0.03 lm W⁻¹, and a warm-white CIE coordinate of (0.42, 0.45) at 1000 cd m⁻².