掺杂二氧化钛纳米管对有机电致发光性能的影响

在聚合物电致发光器件中，通过在不同功能层中掺杂二氧化钛纳米管来改善器件的性能.由于二氧化钛纳米管具有p型传导特性，可以显著增大空穴传输层中载流子的迁移率.由于二氧化钛纳米管在发光层中可以增大发光材料分子的刚性，从而减少无辐射跃迁.当把二氧化钛纳米管掺杂到空穴缓冲层中时，由于其与有机分子的强相互作用，一方面降低了空穴的传导性，同时也减少了界面淬灭发光的缺陷态的产生. 关键词： 二氧化钛纳米管 聚合物电致发光 掺杂     

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。     

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。     

N掺杂改善黄色磷光有机电致发光器件的效率滚降

制备结构为ITO/HAT-CN/TAPC/TCTA/POAPF\:PO-01/Bphen/LiF/Al的黄色磷光器件,其效率滚降特性符合三重态-极化子淬灭模型;接着设计了一组单电子和单空穴器件,实验结果表明:发光层内的空穴是多子且PO-01俘获空穴,被PO-01俘获的多余空穴引起的激子淬灭是导致器件在高电流密度下效率剧烈滚降的原因;采用N掺杂的方法增加电子注入,可减少发光区内多余的空穴,改善器件载流子的平衡状况,降低多余空穴引起的激子淬灭,进而改善效率滚降。     

量子阱垒层掺杂变化对双波长LED调控作用研究

采用APSYS软件研究了InGaN/GaN量子阱垒层掺杂变化对双波长 发光二极管发光光谱的调控问题. 在不同掺杂类型和浓度下对器件电子空穴浓度分布、 载流子复合速率、 能带结构、 发光光谱进行分析, 结果表明, 调节量子阱垒层n型和p型的掺杂浓度可以精确而有效地根据需要调控发光光谱, 解决发光光谱调控难的问题. 这些现象归因于掺杂的量子阱垒层对电子空穴分布的调控作用.     

PBD在稀土配合物与PVK混合体系电致发光中的作用

研究了PBD以较低浓度与铽配合物[Tb(m-MBA)₃phen]₂·2H₂O、PVK共掺杂体系的电致发光,制作了两类电致发光器件：ITO/PVK:Tb complex/PBD/LiF/Al,ITO/PVK：Tb complex:PBD/PBD/LiF/Al。在共掺杂的发光层中铽配合物的电致发光来源于两个途径,一个是由PVK到铽配合物的能量传递,另一个是电子和空穴在铽配合物上直接复合发光。改变PBD在发光层中的掺杂比例,制得一系列器件,通过对其光谱和亮度的研究,发现PBD在较低浓度掺杂时器件的稳定性和亮度随掺杂浓度的增加而降低。通过分析认为PBD的加入对给体(PVK)到受体(Tb complex)的能量传递效率影响较小,主要是由于PBD的加入使得电子和空穴在PVK链间的跳跃受到限制,使在由PVK、铽配合物和PBD三者掺杂组成的发光层中,注入的电子和空穴不能有效地在铽配合物上复合,这样就会减少激子在铽配合物上直接复合的概率,而造成器件的亮度和效率降低。     

高效率有机蓝光和白光电致发光器件

以蓝光材料FIrpic同时掺杂空穴传输层TCTA和电子传输层TPBI,制备了具有双发光层的高效率蓝光器件(D-BOLED),D-BOLED最大发光效率达23.4 cd/A,比单发光层蓝光器件(S-BOLED)提高了约36.8%.这是因为双发光层结构能够更有效地利用扩散到激子复合界面两边载流子传输层的三线态激子.结合基于...     

以BBOT为电子传输层的聚合物蓝色发光二极管

在前篇文章中[1]我们报导了以perylene掺杂的PVCz聚合物单层电致发光器件,得到蓝色发光,其亮度为59(cd/m2).在这篇文章中,我们以PVCz作为空穴传导层,BBOT为电子传导层制成了双层结构的发光二极管.亮度和效率都大大超过单层器件.     

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。     

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.     

一种高电流密度下效率不降低的绿光有机电致发光器件

为了提高有机电致发光器件(OLED)在高电流密度下的发光效率, 在以C545T掺杂Alq₃为发光层的有机小分子绿光器件中的发光层与电子传输层之间插入超薄LiF绝缘层.结果表明, 器件的外量子效率随着电流密度的增加始终没有降低, 直至600 mA/cm²时达到最大值 4.79%, 是相同电流密度下的参考器件的外量子效率的7倍.     

DPVBi空穴阻挡层对OLED性能的优化

研究了宽带隙有机小分子材料DPVBi作为空穴阻挡层对OLED器件效率和亮度的优化作用.DPVBi的引入有效地改善了以PEDOT:PSS做空穴注入层的OLED器件的空穴过剩问题.实验结果表明:通过优化DPVBi的厚度,插入30 nm厚的DPVBi空穴阻拦层可以有效地平衡OLED器件的电子和空穴浓度,降低器件的工作电压,优...     

二氧化钛改性8-羟基喹啉铝对有机电致发光器件抗老化性能的提高

以二氧化钛改性8-羟基喹啉铝复合材料(TiO₂-Alq₃)为发光层制备了有机电致发光器件(OLED).在器件未封装条件下,复合材料TiO₂-Alq₃制备的器件较纯Alq₃制备的器件抗老化性能有所提高.通过化学计量比调控,当钛酸四丁酯与硫酸铝的投料比为1:10时制备的复合材料TiO₂-Alq₃可获得抗老化性能最优的OLED器件.在空气中老化48 h后,该器件亮度仍保持在起始亮度的89.7%,电流效率保持在起始值的76.6%,而纯Alq₃制备的OLED器件在同样测试条件下已失活.     

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.     

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。     

High-efficiency p–i–n organic light-emitting diodes with a novel n-doping electron transport layer

We demonstrate p–i–n organic light-emitting diodes (OLEDs) incorporating an n-doping transport layer which comprises 8-hydroxy-quinolinato lithium (Liq) doped into 4′7-diphyenyl-1,10-phenanthroline (Bphen) as ETL and a p-doping transport layer which includes tetrafluro-tetracyano-quinodimethane (F₄-TCNQ) doped into 4,4′,4″-tris(3-methylphenylphenylamono) triphenylamine (m-MTDATA). In order to examine the improvement in the conductivity of transport layers, hole-only and electron-only devices are fabricated. The current and power efficiency of organic light-emitting diodes have been improved significantly after introducing a novel n-doping (Bphen: 33 wt% Liq) layer as an electron transport layer (ETL) and a p-doping layer composed of m-MTDATA and F₄-TCNQ as a hole transport layer (HTL). Compared with the control device (without doping), the current efficiency and power efficiency of Device C (most efficient) is enhanced by approximately 51% and 89%, respectively, while driving voltage is reduced by 29%. This improvement is attributed to the improved conductivity of the transport layers that leads to the efficient charge balance in the emission zone.     

双电子传输层对有机发光二极管效率及其衰减的改善

采用Bphen和BCP制成双电子传输层(Doubleelectrontransportlayers, DETLs)的有机发光二极管器件, 与Bphen单独作ETL的器件相比, DETLs器件具有较小的空穴漏电流, 效率提升10%。与BCP独自作ETL的器件相比, 更多的电子注入使DETLs器件的效率在50~600mA/cm²的电流范围内没有衰减。BCP作ETL的器件的效率从50mA/cm²时的2.5cd/A衰减至300mA/cm²的2.1cd/A, 衰减了16%。Cs₂CO₃:BCP独自作ETL的器件效率在50~300mA/cm²的电流范围内衰减了30%, 而Bphen/Cs₂CO₃:BCP作DETLs的器件效率在50~600mA/cm²的电流范围内衰减幅度为0, 原因是Bphen阻挡了Cs原子扩散至发光层。     

Highly efficient bipolar connecting layers for tandem organic light-emitting devices

A highly efficient tandem organic light-emitting device (OLED) has been fabricated by using an effective bipolar connecting layer structure. The connecting layers were made up of a layer of magnesium (Mg): 2,7-dipyrenyl-9,9-diphenyl fluorene (N-DPF) and a layer of tungsten trioxide (WO₃). Such a connecting layer structure permits efficient opposite holes and electrons flowing into two adjacent emitting units. The current efficiency of the two-unit tandem device can be dramatically enhanced by more than four times compared with that of the conventional single-unit device. At 60 mA/cm², the current efficiency of the tandem OLED using the connecting layers of Mg: N-DPF/WO₃ was about 8.15 cd/A. The results can be marked as a breakthrough approach to improve the current efficiency and brightness of OLEDs. Furthermore, a model of the carrier tunneling into light-emitting units is proposed based on carrier balance and field-assisted tunneling. It indicates that the connecting layer structure functions as the origin of high efficiency for the tandem OLEDs.