不同主体双发光层白色有机电致发光器件的性能研究

制备了结构为ITO/NPB/CBP:TBPe:rubrene/BAlq:Ir(piq)₂(acac)/BAlq/Alq₃/Mg:Ag的白色磷光有机电致发光器件.利用两种不同的主体材料,即用双载流子传输型主体材料CBP掺杂荧光染料TBPe及rubrene作为蓝光和橙黄光发光层;用电子传输型主体材料BAlq掺杂磷光染料Ir(piq)₂(acac)作为红色发光层.以上双发光层夹于空穴传输层NPB与具有电子传输性的阻挡层BALq之间.讨论了如何控制 关键词： 有机电致发光 磷光染料 掺杂 白光     

不同主体双发光层白色有机电致发光器件的性能研究

制备了结构为ITO/NPB/CBP:TBPe:rubrene/BAlq:Ir(piq)₂(acac)/BAlq/Alq₃/Mg:Ag的白色磷光有机电致发光器件.利用两种不同的主体材料,即用双载流子传输型主体材料CBP掺杂荧光染料TBPe及rubrene作为蓝光和橙黄光发光层;用电子传输型主体材料BAlq掺杂磷光染料Ir(piq)₂(acac)作为红色发光层.以上双发光层夹于空穴传输层NPB与具有电子传输性的阻挡层BALq之间.讨论了如何控制     

同时掺杂磷光和荧光染料的白色有机电致发光器件性能研究

以磷光染料Ir(piq)₂(acac)作为发光掺杂剂,掺入空穴传输性主体材料NPB中得到红色发光层,荧光材料TBP掺入到主体CBP中作为蓝色发光层,制备了结构为ITO/NPB/NPB：Ir(piq)₂(acac)/CBP/CBP：TBPe/BCP/ALq/Mg：Ag的双发光层白色有机电致发光器件.其中ALq₃、未掺杂的NPB和CBP及BCP层分别作为电子传输层、空穴传输层和激子阻挡层.实验中通过调节发光层厚度及Ir(piq)_{2关键词： 磷光 激子阻挡层 有机电致发光}     

以BAlq为主体的高效高色纯度的红色有机电致磷光器件

以铱配合物红色磷光体Ir(piq)₂(acac)为掺杂剂,制备了基于BAlq材料的红色电致磷光器件,其结构为ITO/NPB(30nm)/Ir(piq)₂(acac):BAlq(25nm)/BCP(13nm)/Alq₃(35nm)/LiF(1nm)/Al(1000nm),当掺杂浓度为8%的时候,器件发光的色坐标为(x=0.67,y=0.32),基本满足了全色显示对红色发光的要求。在电压为16V时,器件达到最高亮度9380cd/m²。在电流密度为5.45mA/cm²时,外量子效率达到最大5.7%。由于磷光体Ir(piq)₂(acac)的磷光寿命较短,所以器件在高电流密度下,仍然保持较高的外量子效率。电流密度为100mA/cm²时,外量子效率仍然维持在4.7%。进一步研究表明在器件中短程的Dexter能量传递以及红光染料对空穴的直接捕获两种机制同时存在。     

新型双色有机电致磷光器件

所研究的有机电致磷光发光器件(OLED)选用了一种新型金属铱的化合物Ir(C6)₂(acac),这种金属化合物由配位体香豆素C6和乙酰丙酮(acac)与金属铱化合形成。Ir(C6)₂(acac)可同时作为电子传输材料和发光掺杂剂。比较香豆素C6和Ir(C6)₂(acac)固体材料的光致发光谱,可见Ir(C6)₂(acac)明显抑制了有机电致发光材料分子与分子之间的发光猝灭效应。采用ITO/TPD(N,N′-diphenyl-N,N′-bis(3-methyl-phenyl)-1,1′biphenyl-4,4′diamine)/Ir(C6)₂(acac)/BAlq(bis(2-methyl-8-quinolinolato-N₁,O₈)-(1,1′-biphenyl-4-olato)aluminum)/Alq₃aluminum/Liq(8-hydroxyquinolinelithium)/Al结构,可得到CIE(Commission Interationaled′Eclairage)值为x=0.43;y=0.40的橙红色发光器件,最高亮度可达3390cd/m₂,最大电流效率为1.3cd/A。采用同样的器件结构以Ir(C6)₂(acac)掺杂Alq₃主体得到绿色发光器件,发光色的CIE坐标值为x=0.29;y=0.58,最高亮度可达8832cd/m₂,最大电流效率为5.6cd/A。器件的发光机理研究表明Ir(C6)₂(acac)的非掺杂器件发光以Ir(C6)₂(acac)的三线态磷光为主,器件发光为橙色;在Alq₃中的单掺杂器件以Alq₃和Ir(C6)₂(acac)的荧光为主,同时有小比例Ir(C6)₂(acac)的三线态磷光成分存在,器件总体发光为绿色。     

深陷阱对有机磷光双掺杂体系电致发光器件效率衰退的影响

研究利用溶液法制备的有机磷光双重掺杂体系电致发光器件的光致发光特性与电致发光特性,并研究了在这种体系中深能级陷阱导致的器件效率衰退现象。首先利用紫外光谱仪和光致瞬态寿命测试系统对基于旋涂法制备的以宽带隙材料4,4’-bis(N-carbazolyl)-1,1’-biphenyl（CBP）为主体,绿色磷光材料tris(2-phenylpyridine) iridium(Ⅲ)（Ir(ppy)₃）和红色磷光材料tris(1-phenylisoquinolinato-C2,N)iridium(Ⅲ)（Ir(piq)₃）为客体材料的薄膜进行了光致发射光谱测试和薄膜在Ir(ppy)₃发光峰516 nm处的光致发光寿命测试,实验发现在Ir(ppy)₃掺杂比例保持定值时,随着深能级掺杂材料Ir(piq)₃的引入,其光致发光光谱中Ir(ppy)₃的相对发光强度减弱且发光寿命变短,当Ir(piq)₃掺杂浓度继续提高时,薄膜光致发光光谱基本保持不变且Ir(ppy)₃的发光寿命基本不变。实验说明在低浓度掺杂下两者的三线态能级之间存在着能量传递,但当掺杂浓度达到高浓度时,能量传递主要来自于主客体之间的传递,两者作为独立的发光中心发光。然后利用溶液法制备了发光层分别为CBP∶Ir(ppy)₃,CBP∶Ir(ppy)₃∶Ir(piq)₃和CBP∶Ir(ppy)₃∶PTB7的三组器件,器件结构为ITO/PEDOT∶PSS/Poly-TPD/EML/TPBi（15 nm）/Alq₃（25 nm）/LiF（0.6 nm）/Al（80 nm）。在Ir(ppy)₃和Ir(piq)₃共掺杂器件和Ir(ppy)₃单掺杂器件的对比实验中发现,加入一定比例的深能级材料后,器件的电致发光光谱发生改变,Ir(piq)₃的相对发光强度增强,器件发光效率下降且效率滚降现象明显。通过对器件进行J-V测试,发现在Ir(ppy)₃单掺杂器件中陷阱填充电流随着掺杂材料浓度的提高而提高,但在加入等浓度深能级材料Ir(piq)₃后,陷阱填充电流基本保持一致。瞬态电致发光测试表明,随着Ir(ppy)₃掺杂比例的提高,器件内由于陷阱载流子释放而产生的瞬时发光强度降低,这是由于Ir(ppy)₃具有一定的传导电荷作用,会减少器件中的陷阱载流子,这进一步说明了具有较深能级的Ir(piq)₃是限制载流子的主要能级陷阱。同时发现随反向偏压的增大,瞬态发光强度增大且发光衰减加速,这是因为位于深能级陷阱的载流子在高电压下被释放,重新复合发光,说明深能级陷阱的确限制住了大量载流子,而由于主体三线态激子具有较长的寿命,激子间相互作用产生的单线态激子在高反压下解离,从而引起三线态激子-极化子相互作用的加剧,导致发光衰减加速。在窄带隙聚合物材料PTB7与Ir(ppy)₃共掺杂器件实验中发现,随着PTB7掺杂浓度提高,陷阱浓度变大且器件效率降低,具有较深能级的PTB7成为了限制载流子的深能级陷阱。因此说明在双掺杂有机磷光电致发光器件中,深能级材料会成为限制载流子的能级陷阱,引起载流子大量堆积,从而导致三线态激子与极化子相互作用加剧,使器件的发光效率衰退。     

磷光铱配合物的纯度对其电致发光性能的影响

采用不同的真空热梯度升华条件,获得了不同纯度的乙酰丙酮酸二(2-苯基吡啶)铱Ir(ppy)₂(acac)。以不同纯度Ir(ppy)₂(acac)为客体材料,制备了结构为ITO:MoO₃/CBP/CBP:Ir(ppy)₂(acac)/TPBi/LiF:Al的有机发光二极管(OLEDs),其中CBP和TPBi分别是4,4'-二(9-咔唑)联苯和1,3,5-三(1-苯基-1H-苯并咪唑-2-基)苯。评价了不同纯度磷光铱配合物制备的器件的电致发光性能,探索了磷光铱配合物纯度对器件性能的影响。结果表明:Ir(ppy)₂(acac)升华后可以提高器件的稳定性,纯度高的材料可以在较低的掺杂浓度下获得较高的发光效率。     

基于CBP:BCzVB:Btp2Ir(acac)体系的白色有机电致发光器件色度飘移研究

以苯乙烯类化合物BCzVB为蓝色荧光染料,以铱配合物Btp_2Ir(acac)为红色磷光染料,共掺杂到CBP基质中作为发光层,制备了白色有机电致发光器件,研究了该体系发光色度漂移的原因。器件在掺杂CBP:6?zVB: 0．2%Btp_2Ir(acac),在．驱动电流从4～200 mA/cm~2变化范围内,发光色坐标从(0．340,0．273)飘移到(0．308, 0．273),色坐标轻微蓝移。对器件发光光谱和亮度-电流密度曲线等分析表明:器件色度的轻微蓝移是由于CBP基质向Btp_2Ir(acac)掺杂剂完全的能量传递、荧光染料BCzVB向磷光染料Btp_2Ir(acac)不完全的能量传递等内在物理过程和磷光染料Btp_2Ir(acac)自身发光饱和等特性共同决定的。     

具有穿插界面结构的高效绿光有机电致磷光器件

以传统有机电致磷光器件ITO/NPB/CBP∶Ir(ppy)₃/BAlq/Alq₃/LiF/Al为研究对象,在NPB/CBP∶Ir(ppy)₃、CBP∶Ir(ppy)₃/BAlq及BAlq/Alq₃界面处构造交互穿插结构。器件的光电性能测试表明:交互穿插结构一方面能够降低电流密度,减少高电流密度下磷光猝灭中心的形成;另一方面能增加载流子复合界面面积,从而分散界面三线态激子,降低三线态-三线态激子的猝灭。此外,界面凸起的存在还有利于器件的光耦合输出。实验结果表明:当穿插厚度为10 nm,器件的最大电流效率达到34.0 cd/A,与传统器件的电流效率18.7 cd/A相比,提高了55%。     

一种改善红光顶发射OLED色纯度及角度依赖特性的方法研究

在Si/SiO₂衬底上生长金属银作为阳极,4,4,4-tris(3-methylphenylpheny-lamino)-triphenylamine(m-MTDATA):MoOx/m-MTDATA/N,N-bis-(1-naphthyl)-N,N-diphenyl-1,1-biphenyl-4,4-diamine(NPB)作为空穴注入及传输层,发光层采用4,4-N,N-dicarbazole-biphenyl(CBP)掺杂磷光染料(1-(phenyl)isoquinoline)iridium(III) acetylanetonate(Ir(piq)₂(acac))的结构,4,7-di-phenyl-1,10-phenanthroline(BPhen)作为空穴阻挡层及电子传输层,阴极为LiF(1 nm)/Al(2 nm)/Ag(20 nm)复合阴极结构.通过在光取出的复合阴极上方生长一层CBP光学覆盖层,有效地改善了复合阴极膜系的透射率,从而改善了顶发射结构的光学耦合输出特性,在提高器件的正向发光效率的同时还使色坐标往深红光区移动.并且生长光学覆盖层结构的器件角度依赖特性明显得到改善,这对于制作高显示质量的显示器件具有重要意义.在原有结构的基础上增加20 nm的NPB掺杂磷光染料Ir(piq)₂(acac)作发光层,从而得到双发光层结构为NPB:Ir(piq)₂(acac)(1%,20 nm)/CBP:Ir(piq)₂(acac)(1%, 20 nm).由于NPB具有较高的空穴迁移率,避免了由于光学厚度的增加而引起器件工作电压的大幅升高,而双发光层的结构有利于增大激子复合区域,提高辐射复合几率,减少非辐射损耗,实现主客体之间高效的三线态能量传递,相对单发光层顶发射结构,双发光层结构不仅提高了器件的发光效率,而且改善了器件的色坐标.     

Influence of Dopant Concentration on Electroluminescent Performance of Organic White-Light-Emitting Device with Double-Emissive-Layered Structure

A novel phosphorescent organic white-light-emitting device （WOLED） with contiguration of ITO/NPB/CBP： TBPe：rubrene/Zn（BTZ）2：Ir（piq）2（acac）/Zn（BTZ）2/Mg：Ag is fabricated successfully, where the phosphorescent dye bis （1-（phenyl）isoquinoline） iridium （Ⅲ） acetylanetonate （Ir（piq）2 （acac）） doped into bis-（2-（2-hydroxyphenyl） benzothiazole）zinc （Zn（BTZ）2） （greenish-blue emitting material with electron transport character） as the red emitting layer, and fluorescent dye 2,5,8,11-tetra-tertbutylperylene （TBPe） and 5,6,11,12-tetraphenyl-naphthacene （rubrene） together doped into 4,4＇-N,N＇-dicarbazole-biphenyl （CBP） （ambipolar conductivity material） as the blue-orange emitting layer, respectively. The two emitting layers are sandwiched between the hole-transport layer N ,N＇-biphenyl-N , N＇-bis （1-naph thyl）-（1,1＇-biphenyl）-4, 4 Cdiamine （NP B） and electron-transport layer （Zn（BTZ）2 ） The optimum device turns on at the driving voltage of 4.5 V. A maximum external quantum efficiency of 1.53%. and brightness 15000 cd/m^2 are presented. The best point of the Commission Internationale de 1＇Eclairage （CIE） coordinates locates at （0.335, 0.338） at about 13 V. Moreover, we also discuss how to achieve the bright pure white light through optimizing the doping concentration of each dye from the viewpoint of energy transfer process.     

利用BCP层调节白色磷光有机电致发光器件色度的研究

制备了三种结构的白色有机电致发光器件，通过比较得出：在发光层中间插入2，9-二甲基-4，7-二苯基-1，10-菲咯啉(BCP)能有效控制载流子在不同发光层的分布，进而对器件色度进行调节；而掺杂磷光染料Ir(ppy)₃作敏化剂能有效提高器件的效率. 结构为:氧化铟锡/聚乙烯基咔唑∶N，N′-二(1-萘基)-N，N′-二苯基-1，1′-联苯-4-4′-二胺(30nm)/二-(2-甲基-8-羟基喹啉)-4-联苯酚铝：3.0 wt%2，5，8，11-tetra-tertbutylperylene(TBPe)(30nm)/BCP(5.0nm)/4,4N,N二咔唑基二苯：5.0 wt%Ir(ppy)₃:2.0 wt%红荧烯(15nm)/BCP(10nm)/Mg:Ag的器件色度和效率俱佳. 其在17V工作电压下具有的亮度为4670cd/m²，对应色坐标为(0.31,0.37). 器件具有的最大外量子效率为1.4%，当驱动电压从5.0V升高到17V，器件色坐标严格位于白光色域区内. 关键词： 磷光染料 阻挡层 白光 双发光层     

Study of different roles phosphorescent material played in different positions of organic light emitting diodes

Phosphorescent materials are crucial to improve the luminescence and efficiency of organic light emitting diodes (OLED), because its internal quantum efficiency can reach 100%. So the studying of optical and electrical properties of phosphorescent materials is propitious for the further development of phosphorescent OLED. Phosphorescent materials were generally doped into different host materials as emitting components, not only played an important role in emitting light but also had a profound influence on carrier transport properties. We studied the optical and electrical properties of the blue 4,4′-bis(2,2-diphenylvinyl)-1,1′-biphenyl (DPVBi)-based devices, adding a common yellow phosphorescent material bis[2-(4-tert-butylphenyl)benzothiazolato-N,C2′] iridium(acetylacetonate) [(t-bt)₂Ir(acac)] in different positions. The results showed (t-bt)₂Ir(acac) has remarkable hole-trapping ability. Especially the ultrathin structure device, compared to the device without (t-bt)₂Ir(acac), had increased the luminance by about 60%, and the efficiency by about 97%. Then introduced thin 4,4′-bis(carbazol-9-yl)biphenyl (CBP) host layer between DPVBi and (t-bt)₂Ir(acac), and got devices with stable white color.     

White organic light-emitting device with\ both phosphorescent and fluorescent emissive layers

This paper reports the fabrication of novel white organic light-emitting device（WOLED） by using a high efficiency blue fluorescent dye N-（4-（（E）-2-（6-（（E）-4-（diphenylamino）styryl）naphthalen-2-yl）vinyl）phenyl）oN- phenylbenzenamine （N-BDAVBi） and a red phosphoresecent dye bis （1-（phenyl） isoquinoline） iridium （III） acetylanetonate （Ir（piq）2（acac））. The configuration of the device was ITO/PVK：TPD/CBP： N-BDAVBi /CBP/ BALq： Ir（piq）2（acac）/BCP/Alq3/LiF：AL. By adjusting the proportion of the dopants （N-BDAVBi, Ir（piq）2（acac）） in the light-emitting layer, white light with Commission Internationale de l＇Eclairage （CIE） coordinates of （0.35, 0.35） and a maximum luminance of 25350cd/m2 were obtained external quantum and current efficiency of 6.78% and between the two light-emitting layers and using BCP at an applied voltage of 22V. The WOLED exhibits maximum 12cd/A respectively. By placing an undoped spacer CBP layer as hole blocking layer, the colour stabilization slightly changed when the driving voltage increased from 6 to 22 V.     

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。