基于新型电荷生成层的P-i-N结构白色有机叠层电致发光器件

采用2,9-Dimethyl-4,7-diphenyl-1,10-phenanthroline(BCP): 5 wt.% cesium carbonate(Cs₂CO₃)和N, N'-Bis(naphthalen-1-yl)-N,N'-bis(phenyl)-benzidine(NPB): 20 wt.% molybdenum oxide(MoO₃)分别作为器件的电子注入层和空穴注入层,研究了N型和P-i-N结构有机电致发光器件的载流子传输特性.载流子传输层中BCP: Cs₂CO₃和NPB:MoO₃的引入有效增强了载流子注入能力,从而降低了器件的驱动电压.基于新型电荷生成层BCP: 5 wt.% Cs₂CO₃/ NPB: 20 wt.% MoO₃制备了色稳定、高效率P-i-N结构有机叠层器件.与单元器件相比,引入新电荷生成层有机叠层器件的最大电流效率增大了2.5倍,表明该电荷生成层可以有效地将电子和空穴分别注入到相邻发光单元中.采用该电荷生成层制备了P-i-N结构白色有机叠层器件,器件的上下发光单元分别为橙光和蓝光发射.当发光亮度从500增加到5 000 cd/m²时,器件的色坐标稳定在(0.33, 0.29)附近,接近白光等能点.利用单色发光单元堆叠制备白色有机叠层器件的方法为实现色稳定、高效率的白色有机电致发光器件提供了一种有效的途径.     

非掺杂式电荷生成层的结构设计及其在叠层OLED器件中的应用

提出了一种非掺杂式电荷生成层:LiF/Al/C6 0/m-MTDATA,以其制作的叠层有机电致发光器件的最大电流效率和功率效率达到48.4 cd/A和19.4 lm/W,分别是单层发光器件的2.95倍和1.65倍.通过设计一系列含不同电荷生成层的倒置型器件,证实了电荷的生成和分离作用均发生在C60/m-MTDATA界面,同时通过对C60和Al的厚度以及Al蒸镀速率的研究,揭示了电荷生成和分离机制.     

高效叠层有机电致发光器件的研制

利用CsN_3/Al/HAT-CN结构为电荷生成单元,实现了高性能叠层有机电致发光器件。制备了一组结构不同的黄绿双色叠层器件,通过器件性能分析阐明了CsN_3/Al/HAT-CN中电荷产生和传输的过程;利用Alq_3作发光层,制备了叠层器件T和单节器件S。叠层器件T的最大电流效率和最大功率效率分别为6.4 cd/A、2.3 lm/W;电流密度为20 mA/cm~2时,叠层器件T的电流效率和亮度分别为5.3 cd/A、1 064.9 cd/m~2,均约为单节器件S(2.7 cd/A、539.4 cd/m~2)的2倍,这证明了CsN_3/Al/HAT-CN可作为高效的电荷生成单元。通过研究叠层器件T的电致发光光谱和光强分布特性发现,器件T中无明显的微腔效应,其效率与亮度的提升是源自两个发光单元同时发光,而不是源自微腔效应。     

有机电致发光器件及显示驱动研究进展

经过30多年的发展，得益于对高效有机半导体材料、新型器件结构、器件工作机理的深入理解以及产业界坚持不懈的工程探索，有机发光二极管（Organic light-emitting diodes,OLEDs）的综合性能取得了突破性进展，并成功实现了商业化应用，OLEDs新型显示已成为新一代信息技术的先导性支柱产业。本文将从OLEDs器件角度阐述有机电致发光器件以及显示驱动的研究进展，首先结合光电器件性能提升介绍OLED的基本器件结构演变过程，随后系统性重点阐述现阶段产业上广泛使用以及极具应用前景的器件结构，包括p-i-n OLEDs器件结构、叠层器件结构、非掺杂器件结构，最后简述OLEDs显示驱动技术，以期为相关科研工作者提供一些有益的参考。     

光谱角度特性良好的叠层暖白光有机电致发光器件的研究

采用CsN_3:Bphen/Al/HAT-CN为电荷生成单元,制备了光谱高度稳定的高效暖白光有机电致发光器件.正面出射时,暖白光器件的最大电流效率和功率效率分别为45.4cd/A、28.5lm/W;当工作电流密度从10mA/cm~2增加到30mA/cm~2时,器件色坐标几乎不变;相对色温由3 135K变至3 147K,均在暖白光范围内,这可有效避免照明器件的蓝光伤害.当观察角度由0增加到60°时,器件光谱峰值波长没有明显移动,色坐标变化为(0.02,0.03),且光强分布接近理想的朗伯特体,呈现出良好的角度特性.     

高效率的有机电致发光器件

有机电致发光器件 (OL EDs)的发光机理包括电子和空穴从电极的注入、激子的形成及复合发光 ,其中 ,空穴和电子的注入平衡是非常重要的。为了平衡载流子的注入以得到高效率和稳定性好的器件 ,人们不仅使用了电子注入更为有效的 L i F/ Al[1] 和 Cs F/ Al[2 ] 等复合电极 ,同时也使用了空穴缓冲层 ,如 S.A.Van Slyke等 [3]在ITO和 NPB之间使用 Cu Pc,使得器件的稳定性得到了明显的提高 ;A.Gyoutoku等[4 ] 用碳膜使器件的半寿命超过 3 5 0 0小时 ;最近 ,Y.Kurosaka等 [5]和 Z.B.Deng[6 ]分别在 ITO和空穴传输层之间插入一薄层 Al…     

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。     

单层有机电致发光器件的阳极修饰研究

通过紫外臭氧和等离子体处理两种方式, 对ITO表面进行了处理。将处理之后的ITO玻璃应用于单层有机电致发光器件(SLOLED)中, 探究两种表面处理方式对改善器件性能的影响差别。实验结果表明, 以等离子体处理之后的基片所得到的器件性能要明显优于紫外臭氧处理。基于等离子体表面处理方式, 引入了MoO₃和HAT-CN两种缓冲层材料, 研究了这两种材料对SLOLED器件性能的影响。实验结果表明, 以HAT-CN为缓冲层的SLOLED表现出更优越的器件性能。     

基于HAT-CN/m-MTDATA中间连接层的叠层OLED光电性能研究

有机发光二极管(Organic light-emitting diode,OLED)已广泛应用于手机等中小屏幕,叠层层OLED作为提升器件寿命、亮度和效率的方法倍受关注．以n型材料HAT-CN和p型材料m-MTDATA构筑中间连接层、NPB/C545T∶Alq₃/Alq₃为发光单元,通过多源真空沉积系统制备叠层OLED．器件的光电性能表明：150mA·cm^-2电流密度下,叠层器件的电流效率(5.7cd/A)和发光亮度(8 557cd·m^-2)可达常规器件(2.3cd/A,3 460cd·m^-2)的2.5倍,实现了低驱动电流密度下的高亮度和高效率．     

基于迭层结构的高效红色有机电致发光器件

为了提高红色有机电致发光器件的亮度和效率,引入Alq3:Mg/WO3作连接层制备了红色迭层有机电致发光器件.通过调节WO3的厚度得到了最佳器件,其效率和亮度达到了普通器件的三倍和四倍.利用铕配合物[Eu(DBM)3bath]和小分子染料器件(DCJTI)单元进行组合制备迭层器件,结构为ITO/TPD/DCJTI:CBP/BCP/Alq3/Alq3:Mg/WO3/TPD/Eu(DBM)3bath:TPD/Eu(DBM)3bath/LiF/A1,器件的最大亮度达8609 cd/m'2,最大效率达10.2 cd/A.     

银铝共掺ZnS高效电子传输层的制备与特性

从量子力学角度分析银铝共掺硫化锌可以作为高效电子传输层材料,从理论上计算出杂质原子的波尔半径,对于银铝共掺硫化锌作为高效的电子传输层的最佳厚度给出了理论参考值。利用银铝共掺硫化锌作为电子传输层,制备了结构为ITO/NPB/Alq3/ZnS∶Ag-Al(x)/PBD/Al的有机电致发光器件,分析了不同厚度的银铝共掺硫化锌电子传输层对器件发光强度的影响,并对共掺硫化锌中载流子传输机制进行了分析。实验发现共掺硫化锌具有良好的空穴阻挡和电子传输性能。当银铝共掺硫化锌电子传输层厚度为8 nm时,器件的相对发光强度和电致发光强度相对于没有电子传输层的器件分别增加了430倍和130倍,器件的阈值电压也降低了4 V。与纯硫化锌作为电子传输层器件相比,相对发光强度提高3倍。     

阳极/有机层界面LiF层在OLED中的空穴缓冲作用

使用真空热蒸发镀膜法,在OLED层状结构中引入不同厚度的LiF作阳极修饰层,制备了结构为ITO/LiF/TPD/Alq₃/Al的器件。LiF超薄层的引入较好地修饰了ITO表面,减少了阳极和有机层界面缺陷态的形成,增强了器件的稳定性。实验结果表明: LiF层有效地阻挡空穴注入,增强载流子注入平衡,提高了器件的亮度和效率,含有1 nm厚LiF空穴缓冲层器件的性能最好,效率较不含缓冲层器件提高了近1.5倍。     

插入电荷控制层对蓝色OLED发光性能的提高

用蓝色有机荧光材料N⁶,N⁶,N¹²,N¹²-tetrap-tolylchrysene-6,12-diamine （DNCA）作为发光层,在发光层中间以及发光层与电子传输层之间插入2-methyl-9,10-di（2-napthyl）anthracene （MADN） 和9,10-di（2-naphthyl）anthracene （ADN） 作为电荷控制层,制备了结构为ITO/NPB（40 nm）/DNCA（15 nm）/MADN（3 nm）/DNCA（15 nm）/ADN（3 nm）/Bphen（30 nm）/LiF（0.8 nm）/Al（120 nm）的蓝色有机电致发光器件（OLED）。该器件的最大电流效率和最大亮度分别为5.6 cd/A和23 310 cd/m²。与传统的单发光层器件相比,最大电流效率和最大亮度分别提高了70%和87%。器件发光性能的提高可归结于两个电荷控制层在整个器件中的协同作用。第一电荷控制层MADN的作用主要是将发光层区域分成两个部分,从而扩大了激子在发光层中的复合区域;第二电荷控制层ADN可以有效地将空穴限制在发光层中,避免了激子在电子传输层中形成的无辐射跃迁从而提高了器件的发光性能。     

插入电荷控制层对蓝色OLED发光性能的提高

用蓝色有机荧光材料N6,N6,N12,N12-tetrap-tolylchrysene-6,12-diamine(DNCA)作为发光层,在发光层中间以及发光层与电子传输层之间插入2-methyl-9,10-di(2-napthyl)anthracene(MADN)和9,10-di(2-naphthyl)anthracene(ADN)作为电荷控制层,制备了结构为ITO/NPB(40 nm)/DNCA(15 nm)/MADN(3nm)/DNCA(15 nm)/ADN(3 nm)/Bphen(30 nm)/LiF(0.8 nm)/Al(120 nm)的蓝色有机电致发光器件(OLED)。该器件的最大电流效率和最大亮度分别为5.6 cd/A和23 310 cd/m2。与传统的单发光层器件相比,最大电流效率和最大亮度分别提高了70%和87%。器件发光性能的提高可归结于两个电荷控制层在整个器件中的协同作用。第一电荷控制层MADN的作用主要是将发光层区域分成两个部分,从而扩大了激子在发光层中的复合区域;第二电荷控制层ADN可以有效地将空穴限制在发光层中,避免了激子在电子传输层中形成的无辐射跃迁从而提高了器件的发光性能。     

采用Li3N n型掺杂层作为电子注入层的OLED器件研究

 相对于传统的无机半导体材料,有机半导体材料特别是有机电子传输材料的载流子浓度和迁移率较低,从而影响了有机发光器件的亮度、效率等性能.为了提高有机发光器件器件性能必须增强电子注入和传输能力,对有机电子传输材料进行n型电学掺杂能够有效地提高电子的注入和传输能力.本文利用Li3N作为n型掺杂剂,以掺杂层Alq3∶Li3N作为电子注入层,有效地提高了有机发光器件器件的性能,在掺杂浓度为5%,掺杂层厚度为10 nm时器件性能表现为最优.Li3N在空气中稳定,并且在较低的温度和压强下能分解产生Li原子和氮气,避免了采用金属掺杂剂如Li、Cs等材料时易受空气中水分和氧气影响的缺点,有利于工艺处理.     

发光层位置对白光有机发光二极管的影响

同一种主体材料MADN中混掺不同的掺杂剂,分别制备了两种白光有机发光二极管,测试并研究了它们的发光效率、寿命、发光亮度、电致发光光谱以及色平衡度。结果表明,两种白光器件的性能受发光层的顺序和厚度的影响显著。发光层顺序由阳极到阴极方向为橙/蓝的器件的稳定性要优于发光层顺序为蓝/橙的器件,这是由于橙光发光层中的rubrene对空穴的陷进作用可捕获穿越橙光发光层中的空穴,从而有效地调控了器件内部的电子、空穴浓度的平衡。通过对器件的优化,制得了色坐标为(0.3201,0.3459)的接近标准白光的有机电致发光器件。     

基于mCP与UGH2为母体的双发光层高效率蓝色磷光OLED

以9,9'-(1,3-苯基)二-9H-咔唑(m CP)和1,4-二(三苯甲硅烷基)苯(UGH2)为母体,将常用的蓝光染料二(3,5-二氟-2-(2-吡啶)苯基-(2-吡啶甲酸根))合铱(Ⅲ)(FIrpic)掺入这两种母体材料中,制得具有双发光层结构的蓝色磷光有机电致发光器件,并对整个物理机制进行了阐述。该器件较基于m CP或UGH2为母体的单发光层器件有着更高的器件效率。器件的最大电流效率、功率效率、外量子效率分别为21.13 cd/A、14.97 lm/W、10.56%。器件亮度从100 cd/m2到3 000 cd/m2时,效率滚降为34.2%。