基于量子阱结构的高效磷光有机电致发光器件

采用多重量子阱结构制作了高效红色磷光有机电致发光器件。以4,4'-bis(N-carbazolyl)-1,10-biphenyl (CBP)掺杂bis(1-phenyl-isoquinoline)(Acetylacetonato) iridium(Ⅲ) (Ir(piq)₂(acac))为发光层,4,4'-bis(N-carbazolyl)-1,10-biphenyl(Bphen)为电荷控制层,形成了Ⅱ型双量子阱结构,器件的最大亮度为15 000 cd/m²,最大电流效率为7.4 cd/A,相对于参考器件提高了21%。研究结果表明:以Bphen为电荷控制层形成的Ⅱ型多重量子阱结构能有效地将载流子和激子限制在势阱中,并且使空穴和电子的注入更加平衡,从而提高了载流子复合的几率和器件的效率。     

引入阱结构改善有机发光器件的效率

利用阱结构作为发光层,阱由8-羟基喹啉铝和 4,4′-N,N′–dicarbazole-biphenyl交替蒸发长成,改善了器件的效率,这归因于增加空穴和电子在薄发光层的堆积,形成的激子有效地被限制在薄的发光层中发光.器件的最大电流效率在外加电压8V时达到4.1cd/A,与一般异质结器件相比效率提高了2倍多.这说明在适当阱数时用简单办法可提高器件的效率.     

纳米ZnO薄膜对有机电致发光器件性能的影响

由于有机电致发光器件(Organic light-emitting devices,OLEDs)的主动发光、高亮度等优点,在显示和照明领域有极大的应用前景。报道了纳米ZnO薄膜对这种发光器件性能的影响。在普通有机电致发光器件空穴传输层和发光层之间直接蒸镀一层纳米ZnO薄膜,当纳米ZnO薄膜的厚度为1nm时,器件的电流效率可达3.26cd/A,是没有纳米ZnO薄膜同类器件的1.24倍。适当厚度的纳米ZnO薄膜降低了发光层空穴的浓度,提高了电子和空穴的平衡,从而提高了器件的效率。     

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.     

高效率和色稳定性的双超薄发光层的黄光有机电致发光器件

主要对rubrene黄光发光材料制作0.1nm厚度的超薄发光层的有机电致发光器件作了研究,并配合BCP空穴阻挡层探讨了对器件效率和色坐标稳定性的影响。双超薄rubrene发光层配合BCP空穴阻挡层的有机电致发光器件的性能得到了很好的改善,外加电压6V时,器件电流效率为6.35cd.A-1;外加电压10V时,器件发光亮度达到了7068cd.m-2。另外,在较大的外加电压驱动范围内,器件的色坐标一直保持在(0.49,0.49)。增加的发光效率和良好的色坐标稳定性主要是取决于空穴与电子的注入与输运平衡以及激子在超薄rubrene发光层中稳定性的复合平衡。     

氟化钇电子注入层对OLED器件性能的影响

利用氟化钇(YF3)代替Li F作为电子注入层材料,以金属铝作为阴极,制备了有机电致发光器件(OLED)。实验结果表明:适当厚度的YF3电子注入缓冲层可以增强阴极的电子注入能力,使得电子和空穴的浓度更加平衡,有效地提高器件的电致发光性能。其中,1.2 nm厚YF3的器件具有最小的起亮电压2.6 V,最高的电流效率8.52 cd·A-1,最大的亮度36 530 cd·m-2。最大亮度和电流效率与Li F参考样品相比,分别提高了39%和53%。     

In组分渐变提高InGaN/GaN多量子阱发光二极管发光性能

利用金属有机物化学气相沉积系统在蓝宝石衬底上通过有源层的变温生长,得到In组分渐变的量子阱结构,从而获得具有三角形能带结构的InGaN/GaN多量子阱发光二极管(LED)(简称三角形量子阱结构LED).变温光致发光谱结果表明,相对于传统具有方形能带结构的量子阱LED(简称方形量子阱结构LED),三角形量子阱结构有效提高了量子阱中电子和空穴波函数的空间交叠,从而增加了LED的内量子效率;电致发光谱结果表明,三角形量子阱结构LED器件与传统结构LED器件相比,明显改善了发光峰值波长随着电流的蓝移现象.通过以上     

量子阱结构对含V形坑InGaN/GaN蓝光LED效率衰减的影响

使用MOCVD在图形化Si衬底上生长了含V形坑的InGaN/GaN蓝光LED。通过改变生长温度,生长了禁带宽度稍大的载流子限制阱和禁带宽度稍小的发光阱,研究了两类量子阱组合对含V形坑InG aN/GaN基蓝光LED效率衰减的影响。使用高分辨率X射线衍射仪和LED电致发光测试系统对LED外延结构和LED光电性能进行了表征。结果表明:限制阱靠近n层、发光阱靠近p层的新型量子阱结构,在室温75 A/cm~2时的外量子效率相对于其最高点仅衰减12.7%,明显优于其他量子阱结构的16.3%、16.0%、28.4%效率衰减,且只有这种结构在低温时(T≤150 K)未出现内量子效率随电流增大而剧烈衰减的现象。结果表明,合理的量子阱结构设计能够显著提高电子空穴在含V形坑量子阱中的有效交叠,促进载流子在阱间交互,提高载流子匹配度,抑制电子泄漏,从而减缓效率衰减、提升器件光电性能。     

利用有机层间互相掺杂提高有机电致发光器件的效率

提高器件的发光效率是实现有机电致发光器件实用化的一个关键因素。通过对器件结构和制作工艺的优化设计，将有机电致发光器件的各个功能层进行互相掺杂，在层间形成互掺过渡层达到平衡载流子的注入，使得注入的电子和空穴有效地限制在互掺的有源区内，增加了载流子相遇复合的几率，进而提高器件的发光效率。器件的最大电流效率在外加电压10．5V时达到7．9cd／A，最大发光亮度在35V时达到49000cd／m^2。和一般掺杂器件相比效率提高2倍以上。同时有机层间的互相掺杂也在一定程度上消除了层问的界面，减少了有机层问的缺陷，与没有过渡层的器件相比，器件老化性能有了明显改善。     

以ZnO为电子传输层PPV的发光

以Ⅱ-Ⅵ族无机半导体ZnO为电子传输层,PPV为空穴传输层和发光层,得到的电致发光器件比单层PPV器件的发光亮度和效率都高.器件结构为ITO/PPV/ZnO/Al的电致发光光谱同单层PPV器件的光谱基本相同,但是启亮电压明显比单层器件低,最大亮度大约比单层器件高6倍左右,同时工作电流也比单层器件小.通过PPV层自吸收现象可判断出发光区域在PPV/ZnO界面处.电流-电压曲线表明,这种器件具有空间电荷限制电流特性,即J∝Vn,这里n大约为2,这器件的电流主要受到空穴的限制.     

Combined effects of microcavity and dielectric capping layer on bidirectional organic light-emitting diodes

We report on highly enhanced and controlled light outcoupling of bidirectional organic light-emitting diodes by introduction of an enhanced microcavity structure as well as an organic capping layer (OC). Combining both OC and microcavity, we find that the overall external quantum, as well as current efficiency (CE), can be greatly enhanced. Especially, the CE with an appropriate thickness of OC is almost 1.75 times larger than that of the reference device without OC. Furthermore, we also analyze our devices with a numerical optical model calculating the flux of outcoupled photons, and compare theoretical predictions with our experimental results.     

混合量子点QLED结构性能研究

为研究基于混合量子点的QLED结构与性能,利用红光量子点以及绿光量子点两种材料制备了橙光QLED器件,并对其性能进行了表征。实验制备的器件结构为ITO/PEDOT∶PSS/poly-TPD/混合QDs/Zn O/Al,其中发光层采用了3种混合量子点的混合结构方案。方案一先旋涂红光量子点层,后旋涂绿光量子点层;方案二先旋涂绿光量子点层,后旋涂红光量子点层;方案三将红光、绿光量子点1∶1混合后制备为发光层。实验结果表明:方案一制备的器件电流密度最大,发光亮度最低,且只有红光谱;方案二制备的器件具有最小的电流密度,同时具有红、绿光谱,在8 V电压下,电流效率约为4.69 cd/A;方案三制备的器件同时具有红、绿光谱,电流密度与发光特性介于方案一与方案二之间。实测数据与理论分析是一致的,方案二制备的器件存在双能量陷阱,能够将注入的空穴以及电子同时限制在红光量子点层内。通过调节各功能层厚度使得载流子注入平衡,可进一步增大发光电流,提高器件效率。     

多层有机薄膜电致发光器件

制备了以苯乙烯锘三苯胺衍生物为空穴传输层Ａｌｑ３为发光层的双层有机薄膜电致姨光器件。还把不同厚度的恶二唑衍生物加在ＳＡ和Ａｌｑ３之间制备了两种三层结构的有机薄膜电致发光器件，实现了ＳＡ的蓝色发光。进行了器件存放实验，发现了器件在大气中有较好的稳定性。     

聚合物级联发光器件

基于溶液加工方法制备了聚乙撑二氧噻吩-聚(苯乙烯磺酸盐)(PEDOT∶PSS)/氧化锌(ZnO)/乙氧基化聚乙烯亚胺(PEIE)电荷产生层的聚合物级联发光器件, 发现PEDOT∶PSS层电导和厚度对器件的电流-电压特性影响较小, 不同PEDOT∶PSS对器件发光效率的影响主要来自于其对发光层激子不同的猝灭作用, PEDOT∶PSS厚度为60 nm的级联器件比PEDOT∶PSS 厚度为30 nm的级联器件的发光效率稍高, 原因是PEDOT∶PSS较厚时, 其表面形貌更均匀。级联器件的发光效率和驱动电压分别与发光子单元的发光效率和驱动电压之和相近, 说明在较低的电压下电荷产生层就能够有效产生电荷并注入到发光子单元中,级联器件的发光光谱中包含两个发光子单元的发光光谱,说明两个发光子单元在级联器件中都能正常工作。通过对电荷产生层的电容-电压(C-V)特性的测试, 确认了在电荷产生层中存在电荷的积累过程。证明了PEDOT∶PSS/ZnO/PEIE为有效的电荷产生层。首次报道了包含三个SY-PPV发光单元的级联器件, 三个发光子单元发光效率之和与级联器件的发光效率相当, 其最大发光效率和最大外量子效率分别为21.7 cd·A-1和6.95%。在器件亮度为5 000 cd·m-2时, 器件的发光效率和外量子效率分别为20.5 cd·A-1和6.6%。说明并没有由于发光子单元数目增加而影响级联器件的发光效率。并且其发光光谱和发光子单元的发光光谱相接近。通过 进一步降低CGL中空穴注入层对级联器件的影响有望提高级联器件的发光效率。     

微腔效应对顶发射串联蓝光有机电致发光器件性能的影响

相比于传统有机电致发光器件,串联有机电致发光器件的发光效率与寿命均得到明显提升.因此,深入研究微腔效应对顶发射串联有机电致发光器件性能的影响具有重要意义.本文以蓝光器件为例,通过光学仿真模拟与实际实验相结合的方法,研究了顶发射串联蓝光器件的光学性能与电学性能变化规律.具体实验为:分别制备了顶发射串联蓝光器件,使其两个发光层位置分别位于器件光学结构中的第一与第二反节点、第二与第三反节点、第三与第四反节点.分析并确定了顶发射串联蓝光器件的两个发光层位置分别位于第二反节点与第三反节点处时,器件性能较佳.即:当器件电流密度为15 mA/cm^2时,器件电流效率为10.68 cd/A(色坐标CIEx,y=0.14,0.05),其亮度衰减到95%所需时间为1091.55 h.可能原因是:器件腔长较长时,既可以改善第一发光单元的空穴与电子平衡度、削弱表面等离激元效应,降低膜厚波动性对器件腔长的影响性;又可以在一定程度内起到包裹Partical的作用,提高效率,延长寿命.这一研究成果为设计高效率、长寿命的顶发射串联器件提供了重要依据.     

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。     

An organic light-emitting device with ultrathin quantum-well structure as light emitting layer

Both phosphorescent materials and devices, which emit red and green light, already have great performance and breakthrough. The biggest challenge and bottleneck is the blue phosphorescent device, if we want to popularize phosphorescent organic light-emitting device (OLED) in the full-color panel. This paper brings a new quantum-well structure in light-emitting layer. We select the commonly used phosphor materials, N,N′-dicarbazoly-2,5-benzene (mCP) and bis(3,5-difluoro-2-(2-pyridyl)phenyl-(2-carboxypyridyl)iridium(III) (FIrpic). The structure of the device is indium-tin oxide (ITO)/N,N′-bis(naphthalene-1-y1)-N,N′-bis(phenyl)-benzidine (NPB)/di-[4-(N,N-ditolyl-amino)-phenyl]cyclohexane (TAPC)/mCP/FIrpic/mCP/4,7-dipheny1-1,10-phenanthroline (Bphen)/Mg:Ag. The blue OLED of good performance is achieved by adjusting the thickness of FIrpic. When the thickness of FIrpic is 0.2 nm and the Current density is 34.86 mA/cm², the results show that the luminance of the device is 1000 cd/m², then the luminous power efficiency of the device is 6.01 lm/W. Meanwhile, the light emitting mechanism of ultrathin quantum-well structure is well studied, the quantum confinement effect and the role of quantum well structure as the light-emitting layer in the blue phosphorescent devices are mainly analyzed.     

Electrical characteristics and efficiency of organic light-emitting diodes depending on hole-injection layer

In a device structure of ITO/hole-injection layer/N,N′-biphenyl-N,N′-bis-(1-naphenyl)-[1,1′-biphthyl]4,4′-diamine(NPB)/tris(8-hydroxyquinoline)aluminum(Alq₃)/Al, we investigated the effect of the hole-injection layer on the electrical characteristics and external quantum efficiency of organic light-emitting diodes. Thermal evaporation was performed to make a thickness of NPB layer with a rate of 0.5–1.0 Å/s at a base pressure of 5 × 10⁻⁶ Torr. We measured current–voltage characteristics and external quantum efficiency with a thickness variation of the hole-injection layer. CuPc and PVK buffer layers improve the performance of the device in several aspects, such as good mechanical junction, reducing the operating voltage, and energy band adjustment. Compared with devices without a hole-injection layer, we found that the optimal thickness of NPB was 20 nm in the device structure of ITO/NPB/Alq₃/Al. By using a CuPc or PVK buffer layer, the external quantum efficiencies of the devices were improved by 28.9% and 51.3%, respectively.     

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.     

有机薄膜电致发光器件结构与发光特性的研究

从有机电致发光薄膜的发光机理出发，通过以Ａｌｑ薄膜器件、ＰＶＫ为空穴传输层和Ａｌｑ为发光层的双层 及ＰＶＫ掺荧光材料Ｐｅｒｙｌｅｎｅ的双层薄膜器件的研制，从器件的电致姚谱、电流密度－电压特性、亮度－电压特性的曲线的测试结果，计算分析了器件的流明效率、量子效率，并对有机薄膜电致发光器件的结构与发光特性之间的关系进行研究，利用能级理论分析了器件的姚特性随器件的结构不同所具有的规律。实验表明，加入ＰＶＫ