利用辅助掺杂改善红光有机电致发光器件的性能

以Coumarin(C545)做辅助掺杂剂,制作了结构为氧化铟锡(ITO)/N,N′-二(1-萘基)-N,N′-二苯基-1,1′-联苯-4,-4′-二胺(NPB)/8-羟基喹啉铝(Alq3):C545:4-二氰亚甲基-2-叔丁基-6-(1,1,7,7-四甲基久咯呢定基-9-烯基)-4H-吡喃(DCJTB)/Alq3/LiF/Al的红光有机电致发光器件(OLED).研究了不同掺杂质量分数对器件性能的影响,结果发现,掺C545和DCJTB的器件性能与只掺DCJTB的器件相比较,其色纯度、亮度及效率均有所提高,器件性能的改善主要是由于掺入的C545提高了由基质Alq3向红光染料DCJTB进行能量传递的效率.     

掺杂C545T对2T-NATA作为空穴注入层OLED性能的影响

实验制备了6组结构为ITO/2T-NATA(15 nm)/NPB(25 nm)/Alq3(20 nm):C545T(x%)/Alq3(30 nm)/LiF(1 nm)/Al(100 nm)的绿光多层结构OLED器件,其中x分别为0、1、2、3、4和5.比较了不同掺杂浓度条件下OLED器件的电致发光特性,结果表明:用2T-NATA作为空穴注入层可有效提高载流子的注入效果,同样能够达到高亮度.将C545T掺杂到Alq3中能够明显改善器件的发光亮度和色纯度,并调节载流子复合区域的位置,有效提高发光效率.掺杂C545T对器件性能的影响显著,随着C545T掺杂浓度的提高,电流和亮度先增大后减小.当掺杂浓度为3%时,14 V电压下的最大发光亮度达到12 418 cd/m2,浓度为2%时的器件,在12 V驱动电压下的最大电流效率为10.22 cd/A.     

利用C-545T超薄层多层结构的白光器件

为了探讨(3-545T超薄层的发光特性,设计了结构为:ITO/2T-NATA(20 nm)/NPBX(20 nm)/C-545T(d nm)/BCP(8 nm)./Alq(40 nm)/LiF(0.5 nm)/Al的绿光器件.结果表明,随着C-545T层厚度d的增加,器件的亮度和效率均下降,这是由于C-545T染料的浓度淬灭效应引起的.在此基础上,制备了基于C-545T超薄层为发光层之一的多层结构的白光器件,器件结构为:ITO/NPBX(30 nm)/Rubrene(0.2 nm)/NPBX(5 nm)/DPVBi (20 nm)/NPBX(4 nm)/C-545T(0.1 nm)/Alq(30 nm)/LiF(0.5 nm)/Al.在驱动电压为16 V时,其最大亮度达到12 320 cd/m2,对应的色坐标为(0.32,0.40),在电压为4 V时,最大光功率效率达到了3.45 lm/w.     

功能层界面制备方法对OLED性能的影响

在功能层界面处采用各功能材料共蒸的方法,制备了典型的绿光有机发光器件(OLED)。器件的结构为ITO/NPB(37nm)/(NPB:Alq3)(3nm)/Alq3(27nm):C545T(3%)/Alq3(20nm)/LiF(1nm)/Al(100nm),并与传统的制备方法进行了比较。结果发现,起亮电压从4.5V降低到2.5V,最高耐压从16V提高到21V,最大亮度从13 940cd/m2提高到24 630cd/m2,发光效率由7.0cd/A提高到11.4cd/A。结果表明,本文方法有利于载流子传输,可以有效提高激子形成概率,提高了OLED发光效率。     

空穴注入层2T-NATA对OLED器件性能的影响

为了提高有机电致发光器件OLED的发光效率,引入2T-NATA作为空穴注入层,制备了结构为ITO/2T-NATA(Xnm)/NPB(25nm)/Alq3:C545T(20nm:质量分数4.5%)/Alq3(30nm)/LiF(1nm)/Al(100nm)的绿光器件,其中X为空穴注入层2T-NATA厚度。分析了2T-NATA的蒸镀厚度分别0,5,10,15,20,25,30,35nm时器件的发光性能。结果表明,2T-NATA的HOMO能级较好的与ITO功函数匹配,降低了空穴注入势垒,引入空穴注入层2T-NATA提高了器件的发光亮度和效率。当2T-NATA厚度为15nm时,器件的效果最好,起亮电压只需2.87V,亮度最高达到18000cd/m2,是不引入空穴注入层亮度的5倍多,在12V时发光效率可达11.4cd/A。     

基于NPBX掺杂CzHQZn的黄色有机电致发光器件

利用一种既具有空穴传输特性又具有发光特性的新型荧光染料N-乙基咔唑-2-乙烯基-8-羟基喹啉锌[(E)-2-(2-(9-ethyl-9H-carbazol-3-yl)vinyl)quinolato-zinc,CzHQZn]掺杂在NPBX中作为空穴传输层,CzHQZn同时还作为发光的主体,制备了结构为ITO/2T-NATA(30nm)/NPBX:25%CzHQZn(xnm)/BCP(10nm)/Alq3(60-x)nm/LiF(0.5nm)/Al的有机发光器件(x为掺杂发光层的厚度),掺杂发光层的厚度按照15,20,25,30nm进行变化,相应改变Alq3的厚度,使得这两者的总厚度为60nm保持不变。当掺杂发光层的厚度是20nm,Alq3的厚度是40nm,其他层厚度保持不变时,器件在4V电压下实现了黄光发射,色坐标为(0.514 6,0.470 5),亮度是1.078cd/m2。在14V的电压下,器件最大发光亮度为449 0cd/m2,最大发光效率为0.98cd/A。     

一种双亚单层的有机白色发光器件

制备了一种多层有机电致发光器件,其结构为ITO/m-MTDATA(45nm)/NPB(10nm)/DPVBi(15nm)/C545T(Xnm)/DCM2(Ynm)/Bhen(20nm)/Alq3(15nm)/LiF(1.0nm)/Al(200nm)。荧光材料C545T和DCM2以亚单层的方式插入蓝光发光层DPVBi后,通过改变双亚单层的厚度,观察器件性能的变化。当X/Y=0.05nm/0.05nm时,器件在8V的电压下最大发光效率是5.50cd/A,在13V的电压下最大的亮度是12 980cd/m2。研究了亚单层厚度的变化对器件的发光亮度、效率和光谱的影响。从实验结果中对比分析了三种器件的电流密度-电压曲线、亮度-电压曲线、电致发光光谱图和色坐标。从其中总结规律,对有机发光器件制作有一定的指导作用。     

基于BTHQZn的黄色有机电致发光器件

通过研究新型荧光材料2-(2-溴-5-乙烯-噻吩)-8-羟基喹啉锌(BTHQZn)的电致发光特性,发现BTHQZn具有良好的电致发光特性和空穴传输特性,利用此特性制备了掺杂型有机电致黄光器件,结构为ITO/2T-NATA(30nm)/CBP∶5%Ir(ppy)3∶10%BTHQZn(20nm)/Alq3(50nm)/LiF(0.5nm)/Al,器件在12V时实现了黄绿光发射,最大发光亮度为4552cd/m2,色坐标为(0.3954,0.4976),在11V电压下的最大发光效率为2.82cd/A。     

钙铝合金作为阴极对OLED器件性能的影响

为了研究阴极材料对有机电致发光器件的影响,在不改变其他功能层的情况下,分别采用不同比例的Ca/Al合金和纯Al作为器件的阴极制备了4种绿光OLED器件,器件结构分别为:ITO/2T-NATA(15nm)/NPB(25nm)/Alq3:C545T(20nm)/Alq3(30nm)/Ca(X%):Al(100nm)和ITO/2T-NATA(15nm)/NPB(25nm)/Alq3:C545T(20nm)/Alq3(30nm)/Al(100nm)。从电流-电压、电压-亮度、器件的外量子效率和光谱特性等几个方面,对不同比例的Ca/Al合金作为阴极的器件与Al作为阴极的器件进行了对比分析,发现当Ca的质量分数为10%时,器件的亮度达到最大值10100cd/m2,并且器件的效率最高。对上述现象产生的原因进行了探讨,分析了器件光谱与不同阴极和不同驱动电流间的关系,从机理上阐述了OLED器件阴极的选取准则。     

双主体掺杂红色有机电致发光显示器件的研究

利用三源共蒸发技术制作了双主体掺杂红色有机电致发光显示器件,研究了不同掺杂比例下,Alq3∶Rubrene∶DCJTB双主体掺杂系统的红色OLED器件,器件结构为ITO/HIL/NPB/Alq3∶Rubrene∶DCJTB/Alq3/LiF/Al,其中发光层Alq3∶Rubren∶DCJTB是三掺杂发光结构体系。综合研究分析了Alq3与Rubrene的掺杂比例和发光效率、色纯度之间的关系,当Rubrene的掺杂比例达到60%时,器件达到最佳效果;电压9V时,该器件发光亮度达到3580cd/m2,发光效率达到4.58cd/A,功率效率也达到1.60lm/W,相应的色坐标为(0.65,0.35)。     

Enhancement of red organic light-emitting diodes via cascade energy transfer

We have demonstrated that efficient red electroluminescence is obtained via cascade energy transfer from Alq to fluorescent dye Coumarin(C545) and then from C545 to 4-(dicyanomethylene)-2-t-butyl-6-(1,1,7,7-tetramethyljulolidyl-9-enyl)-4H-pyran (DCJTB). The cell structure was indium tin oxide (ITO)/ N,N′-bis-(1-naphenyl)-N,N′-biphenyl-1,1′-bipheny1-4-4′-diamine (NPB)/ tris (8-hydroxyquinoline) aluminum (Alq): C545: DCJTB/Alq/LiF/Al. An additional dopant, C545, was used to assist the energy transfer from Alq to the red dopant. Compared with the devices where the emitting layer is only composed of Alq and DCJTB, the emission efficiency and color purity were improved. We attribute these improvements to the assistant dopant C545 which leads to the more efficient energy transfer from Alq to DCJTB. The co-doping system is a promising method for red organic light-emitting diodes.     

Spectrum study of top-emitting organic light-emitting devices with micro-cavity structure

Blue and white top-emitting organic light-emitting devices OLEDs with cavity effect have been fabricated.TBADN:3%DSAPh and Alq3:DCJTB/TBADN:TBPe/Alq3:C545 were used as emitting materials of microcavity OLEDs.On a patterned glass substrate,silver was deposited as reflective anode,and copper phthalocyanine (CuPc)layer as HIL and 4'-bis[N-(1-Naphthyl)-N-phenyl-amino]biphenyl(NPB)layer as HTL were made.Al/Ag thin films were made as semi-transparent cathode with a transmittance of about 30%.By changing the thickness of indium tin oxide ITO,deep blue with Commission Internationale de L'Eclairage chromaticity coordinates(CIEx,y)of(0.141,0.049)was obtained on TBADN:3%DSAPh devices,and different color(red,blue and green)was obrained on Alq3:DCJTB/TBADN:TBPe/Alq3:C545 devices,full width at half maxima(FWHM)was only 17 nm.The spectral intensity and FWHM of emission in cavity devices have also been studied.     

以CzHQZn为主体的有机发光器件的发光效率

采用真空热蒸镀技术,分别制备了结构为ITO/2T-NATA(25nm)/CzHQZn(10～25nm)/TPBi(35nm)/LiF(0.5nm)/Al、ITO/2T-NATA(30nm)/CBP:6%Ir(ppy)3:x%CzHQZn(20nm)/Alq3(50nm)/LiF(0.5nm)/Al和ITO/2T-NATA(30nm)/CBP:6%Ir(ppy)3:10%CzHQZn(xnm)/Alq3((70-x)nm)/LiF(0.5nm)/Al的3组有机电致发光器件(OLED)。器件中,CzHQZn既有空穴传输特性,又是黄光发射的主体。为了提高其发光效率,利用磷光敏化技术,研究了掺杂层中不同掺杂浓度和掺杂层不同厚度时器件的发光效率。结果表明,器件的效率随着掺杂发光层的厚度和掺杂浓度的变化而改变,当发光层的厚度为18nm时,CzHQZn掺杂浓度为10%的器件性能较好;在10V电压下,器件的最大电流效率达到3.26cd/A,色坐标为(0.4238,0.5064),最大亮度达到17560cd/m2。     

Red polymer light-emitting devices based on dye-dispersed poly (9,9-dioctylfluorene-alt-benzothiadiazole)

A polymer-organic host-guest emitter (POHGE) system for obtaining polymer light-emitting diodes (PLEDs) with pure red emission and high luminance is proposed. The POHGE system was prepared by the fluorescent dye 4-(dicyanomethylene)-2-t-butyl-6-(1,1,7,7-tetra-methyljulolidy-9-enyl)-4H-pyran (DCJTB) doped in green-emitting polymer poly (9,9-dioctylfluorene-alt-benzothiadiazole) (BTF8). A photoluminescence (PL) quenching phenomenon was observed owing to the higher doping amount of DCJTB dopant. In this study, the red DCJTB dopant emits with high luminance and without concentration quenching when the host BTF8 emitting layer is doped with a small amount of the red guest DCJTB dopant. An optimal amount of DCCJTB dopant was obtained at 2 mg. Devices with a configuration of indium tin oxide (ITO)/poly (ethylenedioxythiophene) doped with poly (styrenesulfonate) (PEDOT:PSS)/BTF8:DCJTB/Ca/Al were fabricated. This device achieved an electroluminescence (EL) efficiency of 1.33 cd/A at 6 V. The emission area is 1.5 × 0.5 cm². The devices show the red light emission with a peak at about 630 nm. The color coordinate in Commission Internationale d’Eclairage (CIE) chromaticity is at x = 0.64 and y = 0.36.     

基于不同掺杂浓度双量子阱OLED的磁电阻效应

采用1.5%,4.0%和6.0%3种不同的C-545T的掺杂浓度,在常温下制备了一种双量子阱结构的有机电致发光器件(OLEDs),其结构为ITO/2T-NATA(21nm)NPBX(50nm)/[Alq3:C-545T(20nm)/Alq3(3nm)]2/Alq3(17nm)/LiF(0.5nm)/Al,并研究了它们的磁电阻(MR,magne-toresistance)特性。实验结果表明,在室温以及相同的磁场强度和相同电压作用时,掺杂浓度越大,电阻率越小;且随着电压的增加,电阻率逐渐减小;C-545T掺杂浓度为6.0%的器件在V=10V和B=0mT时,器件的电阻率为42.24×103Ω.m;在10V驱动电压的作用和相同磁场强度下,掺杂浓度越小,器件的MR越小,且变化量较大;1.5%掺杂浓度的器件在50mT时获得的MR为-18.36%,且都表现出负磁阻特性。     

双量子阱OLED正负磁电阻的调控

通过改变发光层的厚度,制备了一种双量子阱结构的有机电致发光器件(OLEDs),其结构为ITO/2T-NATA(20nm)/NPBX(50nm)/[Alq3:2%C545(dnm)/Alq3(3nm)]2/Alq3(17nm)/LiF(0.9nm)/Al。在常温下研究了器件的发光层在不同厚度(d=10,15,20和25nm)时的磁电阻(MR,magnetoresistance)特性。实验结果表明,在10V驱动电压的作用下,在相同磁场强度下,器件的厚度越大,电阻率也越大;在驱动电压为10V时,随着磁场强度的增加,10nm厚器件的MR随着磁场的增加而增大,表现正MR特性;而15、20和25nm厚3种器件的MR随着磁场强度的增强先减小后增加并趋于饱和状态,发光层越厚,MR减小的幅度越大,且都表现出负MR特性;获得最大的MR为-10.32%。     

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.     

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。