NPB/Alq3双层有机电致发光器件薄膜厚度与器件性能的优化

研究了以NPB为空穴传输层、Alq₃为发光层的双层异质结有机电致发光器件的薄膜厚度对器件性能的影响.制备了一系列具有不同NPB和Alq₃厚度的器件并测试了其电致发光特性.结果表明,器件电流随Alq₃与NPB厚度变化的关系并不相同.不同有机层厚度双层器件的电流机制符合陷阱电荷限制(TCL)理论,随外加电压的增大,器件电流经历了欧姆电导区、TCL电流区、陷阱电荷限制-空间电荷限制(TCL-SCL)过渡区三个区域的变化.当有机层厚度匹配为NPB(20nm)/Alq₃(50nm)时可以获得性能优良的器件.器件的流明效率-电压关系曲线的变化规律是在低电压区较快达到最大值,然后随电压的增加逐渐降低.     

数值分析发光材料性质对OLED电流和亮度的影响

以具有指数分布的陷阱电荷限制电流为基础，用数值方法定量分析了单层有机电致发光器件（OLED）发光材料陷阱特性和发光层厚度对器件电流和亮度的影响。结果表明，电流密度和亮度随陷阱分布特征能级和有机层厚度的增大指数减小，并与总陷阱密度的1次方成反比，1为陷阱分布特征参数。     

双层有机电致发光器件有机层厚度优化的数值研究

在陷阱电荷限制电流传导理论的基础上,提出了双层有机电致发光器件的数值模型,研究了结构为"阳极/空穴输运层(HTL)/发光层(EML)/阴极"的器件中电流密度和量子效率随有机层的特征陷阱能量、陷阱密度和载流子迁移率的依赖关系. 研究发现,对于给定的HTL和EML的特征陷阱能量、陷阱密度和载流子迁移率,存在一个最优的HTL和EML之间的厚度比率,在此最优厚度比下,器件的电流密度和量子效率达到最大.通过有机层厚度的优化,器件的电流密度和量子效率可提高多达两个数量级.另外,还研究了最优厚度比随有机层特征陷阱能量、总陷阱密度和载流子迁移率之间的定量关系.     

数值分析发光材料性质对OLED电流和亮度的影响

以具有指数分布的陷阱电荷限制电流为基础,用数值方法定量分析了单层有机电致发光器件(OLED)发光材料陷阱特性和发光层厚度对器件电流和亮度的影响。结果表明,电流密度和亮度随陷阱分布特征能级和有机层厚度的增大指数减小,并与总陷阱密度的1次方成反比,1为陷阱分布特征参数。     

双层有机电致发光器件有机层厚度优化的数值研究

在陷阱电荷限制电流传导理论的基础上,提出了双层有机电致发光器件的数值模型,研究了结构为“阳极/空穴输运层( HTL) /发光层( EML) /阴极”的器件中电流密度和量子效率随有机层的特征陷阱能量、陷阱密度和载流子迁移率的依赖关系.研究发现,对于给定的HTL 和EML 的特征陷阱能量、陷阱密度和载流子迁移率,存在一个最优的HTL 和EML 之间的厚度比率,在此最优厚度比下,器件的电流密度和量子效率达到最大.通过有机层厚度的优化,器件的电流密度和量子效率可提高多达两个数量级.另外,还研究了最优厚度比随有机层特征陷阱能量、总陷阱密度和载流子迁移率之间的     

薄栅介质层可靠性与陷阱统计分析

本文以高电场(＞11.8MV/cm)恒电流TDDB为手段研究了厚度为7.6、10.3、12.5、14.5nm薄氧化层的击穿统计特性.实验分析表明在加速失效实验中测量击穿电量Q_bd的同时,还可以测量击穿时的栅电压增量ΔV_bd.因为ΔV_bd的统计分布反映了栅介质层中带电陷阱的数量及其位置分布,可以表征栅介质层的质量和均匀性.此外由Q_bd和ΔV_bd能够较合理地计算临界陷阱密度N_bd.实验结果表明本征击穿时N_bd与测试条件无关而随工艺和介质层厚度变化.同样厚度时N_bd反映不同工艺生成的介质质量.陷阱生成的随机性使N_bd随栅介质厚度减小而下降.氧化层厚度约10nm时N_bd达到氧化层分子密度的1%发生击穿(10²⁰cm^-3).N_bd的物理意义清楚,不象Q_bd随测试应力条件变化,是薄栅介质层可靠性的较好的定量指标.     

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。     

空穴传输层厚度对有机发光二极管性能的影响

采用聚乙烯基咔唑(PVK)作为空穴传输层,8-羟基喹啉铝(Alq3)作为发光层,制备了结构为ITO/PVK/Alq3/Mg∶Ag/Al的有机发光二极管(OLED),通过测试器件的电流-电压-发光亮度特性,研究了空穴传输层厚度对OLED器件性能的影响,优化了器件功能层的厚度匹配.实验结果表明,OLED的光电性能与空穴传输层的厚度密切相关,空穴传输层厚度为15nm时,OLED器件具有最低的启亮电压,最高的发光亮度和最大的发光效率.     

基于ADN的非掺杂高效蓝色OLED器件

采用真空蒸镀的方法,制备了以ADN为发光层的高效率非掺杂蓝色有机电致发光器件.器件的结构为ITO/2T-NATA(15 nm)/NPBx(15 nm)/ADN(25+d nm)/BCP(8 nm)/ Alq_3(30 nm)/LiF(0.5 nm)/Al.通过调整ADN层的厚度,研究了器件的发光性能.测试结果表明,器件在6 V电压时电流效率达到最大,为2.77 cd/A;在16 V时亮度达到最大,为7 227 cd/m~2.当ADN的厚度为30 nm、器件的电压从5 V变化到16 V时,色坐标在(0.21,0.32)至(0.19,0.29)之间,均在蓝光区域.

Abstract：

Using ADN as the emitting layer, high efficient undoped blue organic light-emitting diodes(OLEDs) with a typical structure of (ITO)/ 2T-NATA(15 nm)/ NPBx(15 nm)/ ADN(25+d nm)/BCP(8 nm)/Alq_3 (30 nm)/LiF(0.5 nm)/Al were fabricated via thermal vacuum deposition method. This device has a maximum luminous efficiency of 2.77 cd/A at 6 V and maximum luminance of 7 227 cd/m~2 at 16 V. The CIE coordinates of the device are within the blue region when the thickness of ADN is 30 nm and the voltage changes among the range of 6～16 V.     

基于N-BDAVBi的高效率双发光层蓝色OLED

采用蓝色有机荧光染料N-BDAVBi作为客体发光材 料,将其分别掺入主体材料ADN和DPVBi中形成双发光层,制备了结构为ITO/m-MTDATA(40nm)/NPB(10nm)/ADN:N-BDAVBi(15nm)/DPVBi:N-BDAVBi(15nm)/TPBi(30nm)/LiF(0.6nm)/Al的高效率蓝色有机荧光器件(OLED)。器件的最大电流效 率为8.13cd/A,对应色坐标为(0.178,0.302) ,电流密度为18.81mA/cm²,分别是ADN:N-BDAVBi和DPVBi: N-BDAVBi作为发光层的单发光层结构器件的2.4和1.8倍。器件性能 提高主要源于双发光层结构减弱了 载流子在界面处的积累,扩大了激子产生区域以及主体与客体之间有效的能量 转移。当驱动 电压为14V时,双发光层器件的最大亮度为20620cd/m²。     

超微OLED的制备及其光电特性的研究

为了实现高亮度有机电致发光器件(OLED)及其尺寸的微型化,采用接触式光刻技术,通过真空热蒸镀制备了具有不同掩膜版结构的OLED。器件的结构为玻璃衬底/ITO/LiF/空穴传输层(HTL,NPD)/发光层(EML,0.5-0.6vol%Rubrene:Alq3)/电子传输层(ETL,Alq3)/阴极,其中LiF作为绝缘层。分别制得发光面积为45μm×2mm的微细器件和直径为44μm的微小器件。实验研究了其光电特性,结果表明,4.5μm×2.0mm微细器件的最大电流密度为7A/cm2,为44μm微小器件的最大电流密度为40A/cm2。     

高亮度微腔有机电致发光器件

为了实现有机电致发光器件(OLED)发射光谱的窄化和高亮度,真空热蒸镀具有不同微腔结构的OLED(MOLED):玻璃衬底/分布式布拉格反射器(DBR)(1～4对的SiO2/Ta2O5层)/ITO/空穴传输层(HTL,α-NPD)/发光层(EML,Alq3:Rubrene或Alq3:Coumarin6)/电子传输层(ERL,Alq3)LiF/Mg/Ag,其中沉积DBR结构采用电子束沉积法。实验表明:该MOLED的发射光谱半波长宽度(FWHM)随DBR层数的增加而减小至最小值10nm;并且在2层DBR时,掺杂Rubrene器件得到更大的电流效率,约20cd/A,最大亮度为2.6×105cd/m2。研究发现,蓝光MOLED能够对自发光产生吸收现象,降低了出光效率。     

柔性衬底黄光有机小分子电致发光器件

彩溅射技术在透明的塑性材料聚对苯二甲酸乙二酯（ＰＥＴ）薄膜之上形成一层ＩＴＯ导电膜,并对此替代常用的玻璃衬底制备了黄光柔性衬底有机小分子电致发光器件的结构为ＰＥＴ／ＩＴＯ／Ａ１ｑ３：Ｒｕｂ／Ａ１ｑ３／Ａ１。器件在１４Ｖ时亮度为１２０ｃｄ／ｍ＾２,并且器件在弯曲较大角度时仍然能正常使用,达到了使用柔性衬底的目的。     

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%。     

有机／聚合物双异质结发光二极管

报道了用有机／聚合物薄膜材料制备的双异质结发光二极管。器件结构为：玻璃衬底／ＩＴＯ／ＰＶＫ／ＡｌｑＰＢＤ／Ａｌｑ３／Ａｌ电极。在这种结构器件中，电子和空穴分别从Ａｌ负电极和ＩＴＯ正电极中注入，产在ＰＢＤ及ＰＶＫ中传输注入到Ａｌｑ３发光层中。器件在正向偏压为４Ｖ时有绿色光输出；在正向偏压为１０Ｖ，最大亮度可达３０００ｃｄ／ｍ＾２以上。经光谱测试，电致发光峰值波长为５２３ｎｍ。     

C_(60)作激子阻挡层的有机发光二极管

制备了结构为ITO/CuPc(25nm)/NPB(40nm)/Alq3(xnm)/C60(ynm)/LiF(1nm)/Al(100nm)的有机发光二极管(OLEDs),研究了C60插入层对器件性能的影响。结果表明,在无C60的器件中,当Alq3层较厚时,器件的电流密度-电压(J-V)曲线右移,不利于获得高功率效率;当Alq3层较薄时,又会导致激子在LiF/Al阴极的严重淬灭。实验优化得出,在无C60的器件中,Alq3厚为45nm的器件可获得最高的功率效率。在Alq3与LiF之间插入15nmC60层后,对器件的J-V曲线几乎没有影响,但C60层阻挡了激子向阴极扩散,减少了淬灭。当在Alq3厚度为45nm的器件的Alq3和LiF间插入15nmC60层后,可使器件获得更高的功率效率,尤其是插入15nmC并将Alq厚度降至30nm,获得了最大的功率效率。     

新型双空穴注入型高效有机电致发光二极管

采用一种新型有机电致发光二极管（OLED）的阳极结构,在玻璃衬底上以半透明的A1膜为出光面,通过在空穴注入层（HIL）和空穴传输层（HTL）中间插入MoOa层,制备了底发射OLED。制备的器件结构为Glass／Al（15nm）／HAT—CN（IOnm）／M003（30nm）／NPB（30nm）／Alq3（60nm）／B...     

利用有机覆盖层提高OLED出光效率

将Alq作为覆盖层真空蒸镀到玻璃基板后制作底发射有机电致发光器件(OLED),所制备的器件结构为:Glass/Alq(xnm)/Al(15nm)/MoO3(30nm)/NPB(60nm)/Alq(65nm)/LiF(1nm)/Al(150nm)。通过研究器件光辐射特性曲线,可以看出覆盖层厚度的变化引起光的干涉效应的变化是导致电致发光变化的原因,广角干涉和多光束干涉之间的相互作用可以通过覆盖层的厚度来调节,并且半透明的Al膜做阳极,将覆盖层蒸镀到阳极之外玻璃基板上,半透明的铝膜和覆盖层与阴极组成微腔器件,通过改变覆盖层的厚度调节微腔的腔长,使OLED电致发光光谱的中心波长发生红移。     

多层氧化物复合阴极透明OLED器件

制备了一种采用多层氧化物复合阴极的透明OLED,器件结构为:ITO/MoO3(10nm)/NPB(60nm)/Alq3(65nm)/Al(1nm)/MoO3(1nm)/Al(Xnm)/MoO3(30nm)。所采用的复合阴极结构为MoO3/Al/MoO3(MAM),同时在复合阴极(MAM)与电子传输层(Alq3)中间插入一层厚度为1nm的Al中间层,该薄Al层一方面提高了电极与有机层间界面的平整度,同时增强了电极的导电性;另一方面,在电子传输层与中间层Al薄膜之间形成了良好的欧姆接触,提高了电子的注入能力。改变MAM结构中Al的厚度,获得该透明OLEDs的最佳性能,在Al的厚度为18nm时器件亮度最高,为2 297cd/cm2。