聚3,4-乙撑二氧噻吩(PEDOT)-氧化石墨烯复合电极在有机发光二极管中的应用

通过将氧化石墨烯(Graphene Oxide,GO)与十二烷基苯磺酸钠(Sodium Dodecyl Benzene Sulfonate,SDBS)作为填料混入聚3,4-乙撑二氧噻吩∶聚苯乙烯磺酸(PEDOT∶PSS)溶液中制备了高透光率和低方块电阻的透明导电薄膜.当氧化石墨烯与PEDOT∶PSS质量比为0.02％时,薄膜获得了最佳的导电率,电阻为85 Ω/口,在550 nm的光波长下透光率为87％.采用不同掺杂比例的薄膜作为电极制备了有机发光二极管(OLED)器件,相比于常用的ITO电极,复合薄膜作为阳极更有利于空穴的注入和传输,所制备的器件能够得到更优的性能.这些结果表明PEDOT∶PSS和氧化石墨烯复合电极有望取代柔性OLED器件中的ITO阳极.     

HAT-CN作为空穴注入层的高效白色荧光有机电致发光二极管(英文)

制作了HAT-CN作为空穴注入层的蓝、黄二基色分离的堆叠式高效有机发光二极管,器件结构为:ITO/2-TNATA或HAT-CN(x nm)/NPB(25nm)/ADN(30nm)∶TBPE(2%)∶DCJTB(1%)/Alq3(20nm)/LiF(1nm)/Al(100nm)。实验结果表明,HAT-CN对载流子的注入和色纯度的影响很明显。相比于传统器件将CuPc和2-TNATA作为空穴注入层,HAT-CN作为空穴注入层得到了更高的效率和色纯度,CIE色坐标x=0.330 9,y=0.347 2,电流效率达到6.4cd/A。     

MoO3修饰氧化石墨烯作为空穴注入层影响研究

研究了MoO₃修饰氧化石墨烯(GO)作为空穴注入层的影响。采用旋涂的方法制备了GO, 再真空蒸镀修饰层MoO₃,得到了空穴注入能力强和透过率高的复合薄膜。MoO₃的厚分 别采用0、3、5和8nm。通过优化MoO₃的厚度发现,当MoO₃的厚为5nm时,复合薄膜 的透过率达到最大值,在 550nm的光波长下透光率为88%,且此时采用 复合薄膜作为空穴注入层制备的结构为 ITO/GO/MoO₃(5nm)/NPB(40nm)/Alq₃(40nm)/LiF(1nm)/Al(100nm)的有机电致发光器件(OLED)性能 最佳。通过对OLED进一步的优化,改变Alq₃的厚度,分别取50、60和70nm,测量其电压 、电流、亮度、色坐标和电致发光(EL)光谱等参数发现,当Alq₃的厚为50nm时器件性能最 佳。最终制备了结构为ITO/GO/MoO₃(5nm)/NPB(50nm)/Alq₃(50nm)/LiF(1nm)/Al(100 nm)的OLED,在电压为10V时,最大电流效率达到5.87cd/A,与GO单独作为空穴注入层制备的器件相比,提高了50%。     

一种基于混合量子点的橙光量子点LED制备

为研究混合量子点(QD)发光二极管(QLED)的性能, 利用红、绿量子点混合作为发光层,制备了结构为 ITO/PEDOT:PSS/poly-TPD/QDs(红、绿1∶1混合)/ZnO/Al的橙光QLED,并与 结构为 ITO/PEDOT:PSS/poly-TPD/QDs(红光)/ZnO/Al的红光QLED进行了对比。实验结果表明, 基于红、绿QD混合的橙光QLED的制备方法是有效的,制备的橙光QLED 电流密度和亮度均小 于红光QLED, 但电流效率远大于红光QLED。研究发现,器件性能与各功能层能级以及厚度密切相关,应通 过选取适当能 级的发光层材料,将注入的空穴以及电子同时限制在发光层内从而提高器件的电流效率,并 调节各功能层 厚度使得载流子注入平衡从而提高器件性能。     

一种新型双空穴注入层微腔OLED

一种新型有机电致发光二极管的阳极结构,在玻璃衬底上以半透明的Al膜为出光面,通过在空穴注入层(HAT-CN)和空穴传输层(NPB)中间插入三氧化钼(MoO3)层,制备了底发射微腔OLEDs。所制备的器件结构为Glass/Al(15nm)/HAT-CN(10nm)/MoO3(x nm)/NPB(30nm)/Alq3(70nm)/LiF(1nm)/Al(150nm)。通过电流密度-电压-亮度性能说明该结构有利于降低驱动电压和增强器件亮度。器件的最高亮度可以达到14 390cd/m2,起亮电压为3.4V左右。设计的空穴型器件证明了该器件结构具有很好的空穴注入和传输特性。研究了光谱窄化和峰值偏移的微腔效应。     

氯化铯掺杂PEDOT∶PSS助力高效率、高亮度钙钛矿发光二极管

空穴传输层(Hole Transport Layer,HTL)是金属卤化物钙钛矿发光二极管(Perovskite Light-emitting Diodes,Pero-LEDs)中影响载流子传输平衡的一个重要因素。聚(3,4-乙烯基二氧噻吩)∶聚苯乙烯磺酸钠(Poly(3,4-ethylenedioxythiophene)∶Poly(styrene sulfonate),PEDOT∶PSS)薄膜因其优异的导电性能、光透过率以及简单的溶液制膜工艺,而广泛应用于Pero-LEDs的HTL。然而,钙钛矿发光层的价带与PEDOT∶PSS薄膜最高占据分子轨道(Highest Occupied Molecular Orbital,HOMO)能级之间能带差较大,增大了空穴注入势垒,继而降低了器件效率。本文通过向PEDOT∶PSS水溶液掺入适量的氯化铯(CsCl)添加剂,有效调控了PEDOT∶PSS薄膜的HOMO能级,使其与钙钛矿发光层更加匹配;同时CsCl掺杂也提高了PEDOT∶PSS薄膜的空穴传输能力,使载流子传输更趋于平衡。基于改性的PEDOT∶PSS薄膜,最佳器件达到了124 012cd/m~2的高亮度,其最大外量子效率(External Quantum Efficiency,EQE)达到了10.39%;相对于未掺杂的样品,最大亮度增加了25.49%,最大EQE增加了63.88%。     

采用碳纳米管导电薄膜作为OLED的阳极

采用碳纳米管(CNT)替代ITO作为OLED阳极可以 解决ITO薄膜存在的可弯曲性能差,可靠性低等缺 点,使得柔性显示成为可能。本文采用混合型CNT导电薄膜作为阳极,探讨了CNT薄膜的制备 工艺、掺 杂方式及表面修饰等因素对绿光OLED性能的影响。实验结果表明,P型掺杂对CNT薄 膜的导电性能影响 有限;而PEDOT修饰层可以很好的提高CNT导电薄膜的平整度;此外,采用“十字交叉 ”的阳极形状有助于降低 阳极拐角处毛刺。通过优化器件各参数,制备的PET/CNTs/PEDOT/NPB/ALq₃/LiF/Al绿光OL ED发光效率达 到了195 cd/m²,结果表明采用混合型CNT作为OLED阳极是可行的。     

MgF2缓冲层对蓝光OLED性能的影响

为了提高蓝光有机电致发光器件(OLED)的发光性能,将MgF2缓冲层插入ITO阳极与空穴传输层NPB之间,通过优化MgF2的厚度,制备了结构为ITO/MgF2(x nm)/NPB(50nm)/DPVBi:DSA-ph(30nm)/Alq3(30nm)/LiF(0.6nm)/Al(100nm)的高性能蓝光器件。实验结果表明,MgF2厚为1.0nm时,器件性能最佳,对应的器件最大电流效率达到5.51cd/A,最大亮度为23 290cd/m2(10.5V),与没有MgF2缓冲层的标准器件相比,分别提高47.3%和25.2%。对ITO表面的功函数测量结果表明,MgF2缓冲层可以有效修饰ITO表面,降低ITO与NPB之间的势垒高度差,改善空穴的注入效率,从而导致电子和空穴的注入更加平衡,激发机制更高效,实现了高性能的蓝光发射,为实现高效而稳定的全彩显示和白光照明奠定了基础。     

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。     

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.     

基于液晶衬垫的OLED光萃取

采用旋涂的方法制备了(3,4-亚乙二氧基噻吩) :聚(苯乙烯磺酸)(PEDOT:PSS)薄膜,结合液 晶衬垫(LCS,liquid crystal spacer)对OLED进行光萃取,制备了结构为Glass/ITO/PEDOT:P SS/LCS/NPB(40nm)/Alq₃(40nm)/LiF(1nm )/Al(100nm)的OLED以及其相应的对比 器件。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,研究了LCS对OLED发光性能 的影响。结果表明, 当引入LCS后,OLED在电压为11V时,最大电流效率达6.15cd/A,比不加 LCS的器件提高了40%;且在电压从7V上升到12V的过程中,器件的色坐标仅从(0.31,0.57) 变化到(0.31,0.56)。究其原因,LCS的引入可以提高透过率,破坏器 件内部光的折射以及全反射条件,并使功能层形成褶皱结构,使更多的光子能够从器件内发 射,也增大了电极的表面积,使电流密度增加,注入的能量提高。     

基于氧化石墨烯功能材料提高PEDOT:PSS电极性研究

基于聚(3,4-乙烯二氧噻吩)-聚苯乙烯磺酸(PE DOT:PSS)/氧化石墨烯(GO)混合溶液,利用旋涂法制 备了高电导率透明阳极,并采用硫酸(H₂SO₄)浸渍处理的方式,使其导电特性进一步 增强。采用最佳方式 处理的PEDOT:PSS/GO混合薄膜在厚度为40 nm时,其方阻为80 Ω/□,在550 nm时的透过率达到87.7％。 基于表面形貌的AFM图,吸收光谱和拉曼光谱,在少量氧化石墨烯掺杂和硫酸处理后,PSS －和PEDOT⁺链 相分离,使得PEDOT:PSS的结构发生了变化,提高了混合薄膜的电导率。与ITO和纯PEDOT: PSS分 别作为阳极的OLED器件相比,采用优化的PEDOT:PSS/GO混合薄膜作为阳极时的OLED器件具有 最低 的启亮电压和最高的电流效率,其最大亮度是纯PEDOT:PSS作为阳极的OLED的1.7倍。较高 的透过率, 电导率和HOMO能级,尤其是表面形貌的改变都有利于PEDOT:PSS/GO阳极OLED器件性能的改善 。     

基于PEDOT:PSS掺杂MoO3修饰有机电致发光器件性能的研究

有机电致发光器件因具有质量轻、亮度高、柔性 、宽视角和响应速度快等优点已经成 为下一代平板显示和照明领域的潜在主流技术。本文证实了MoO₃掺杂于PEDOT:PSS作为空 穴注入 层时,可以改善器件性能。与未掺杂器件相比,掺杂器件的亮度和效率显著提高,启亮电压 降低0.5 V。AFM,透光性和单空穴器件实验表明,当在ITO和空穴传 输层之间插入PEDOT:PSS :MoO₃后,由于修饰了ITO表面膜形貌,增加了绿光区透光性以及降低了空穴注入层电阻 从而提高了器件的性能。     

绿红双发光层有机电致磷光器件的载流子调控研究

制备了结构为ITO/MoO3(40nm)/NPB(40nm)/TCTA(10nm)/CBP∶GIR1(14%)(x)/CBP∶R-4B(6%)(30-x)/BCP(10nm)/AlQ(40nm)/LiF(1nm)/AL(100nm)的绿红磷光器件。通过调节红绿发光层的相对厚度,对器件的发光性能进行了研究。结果表明:x为15nm,电压为6V,电流密度为255.6mA/cm2,得到最高电流效率为15.4cd/A,红色发光峰值强度相对较大,绿色峰值稍弱的电致发光光谱。分析原因可能是掺杂染料与临近层的能级匹配和浓度等会影响发光层载流子注入与传输;空穴及电子阻挡层对发光层内载流子和激子的有效限制作用会提高掺杂染料在发光层的复合几率;另外,CBP的空穴迁移率大于电子迁移率,发光的主要区域位于发光层与BCP界面,掺杂于该区域的R-4B具有较高的发光强度。     

基于电荷传输层优化的量子点发光二极管

采用溶液法旋涂薄膜、真空蒸镀铝电极,制备了ITO/PEDOT∶PSS/空穴传输材料/量子点/纳米氧化锌(ZnO Nanoparticles)/Al结构的量子点发光二极管(QLED)器件。对比了不同纳米氧化锌分散剂对器件性能的影响。当用乙醇和乙醇胺分散氧化锌时,对量子点层破坏较小,器件的亮度最高达22 940cd/m2,电流效率达28.9cd/A。研究了在聚乙烯咔唑(PVK)中掺杂不同比例4,4′-环己基二[N,N-二(4-甲基苯基)苯胺](TAPC)器件的发光特性。在PVK中掺杂TAPC材料能够促进器件空穴传输以及电子空穴注入平衡,当PVK∶TAPC=3∶1时,器件的空穴传输层形貌较为平整,亮度较高;当PVK∶TAPC=1∶1时,器件的开启电压最低。通过对器件膜层表面形貌以及电学、光学性能的对比,分析了电荷传输层优化对器件特性改善的原因。     

NPB厚度对堆叠式白光OLED性能的影响

主要研究了NPB厚度对堆叠式白色有机电致发光器件性能的影响。实验制备了四组结构为ITO/2-TNATA(15 nm)/NPB(Tnm)/ADN(30 nm):TBPe(2%):DCJTB(1%)/Alq3(20 nm)/LiF(1 nm)/Al(100 nm)(其中T分别为15,30,35和40 nm)的OLED器件,比较了不同厚度情况下OLED器件的电致发光特性,结果表明:改变NPB(4,4-N,N-bis-N-1-naphthy1-N-pheny1-amino-bipheny1)的厚度能够明显提高器件的发光亮度和发光效率,并调节载流子复合区域的位置,有效提高载流子的注入效果。同时发光器件的颜色也可通过调节NPB层的厚度来改变,这种器件使用NPB作为空穴传输层显示出了色纯度高、亮度好、效率较高的白光发射,其具有CIE色坐标(x=0.301 6,y=0.338 5),最高亮度和最大发光效率分别达到14 020 cd/m2与2.94 lm/W。     

PVK:NPB复合空穴传输层对有机电致发光器件的影响

采用poly(N-vinylearbazole)(PVK):N,N'-bis-(1-naphthyl)-N,N'-bipheny-1,1'-biphenyl-4,4'-diamine(NPB)掺杂体系作为复合空穴传输层,通过调节该体系的组分,制备了结构为indium-tin oxide(ITO)/PVK:NPB/8-hydroxyquinoline aluminum(Alq3)/Mg:Ag的双层有机电致发光器件(OLED),研究了具有不同掺杂质量比的OLED器件的电致发光特性,并对掺杂薄膜的表面形貌进行了表征.结果表明,将NPB掺杂到PVK中会提高空穴传输能力,改善器件的发光亮度和效率,并调节载流子复合区域的位置,光谱谱峰从509 nm移动到530 mm;但随着NPB质量比例提高,掺杂薄膜表面的平均粗糙度由3 nm上升为10 mm,电流密度和亮度先升高后降低.当PVK和NPB的掺杂质量比为l:3时,器件具有最优性能,发光亮度达到7852 cd/m2,功率效率为1.75 lm/W.     

空穴缓冲层CuPc对有机电致发光器件特性的影响

采用旋涂和真空蒸发沉积工艺制备了结构分别为ITO/PVK:TPD/Alq3/Al和ITO/PVK:TPD/LiBq4/Alq3/Al的绿色和蓝色有机电致发光器件(OLED),并研究了空穴缓冲层CuPc对OLED特性的影响.结果发现:对于绿色OLED,CuPc的加入提高了器件的电流和亮度,改善了器件的性能;而对于蓝色OLED,CuPc的加入则加剧了载流子的不平衡注入,导致器件性能恶化.这表明空穴缓冲层CuPc对不同结构OLED的特性具有不同的影响,并通过器件的能级结构对此进行了解释.     

空穴缓冲层CuPc对有机电致发光器件特性的影响

采用旋涂和真空蒸发沉积工艺制备了结构分别为ITO/PVK：TPD/Alq3/Al和ITO/PVK：TPD/LiBq4/Alq3/Al的绿色和蓝色有机电致发光器件(OLED)，并研究了空穴缓冲层CuPc对OLED特性的影响．结果发现：对于绿色OLED，CuPc的加入提高了器件的电流和亮度，改善了器件的性能；而对于蓝色OLED，CuPc的加入则加剧了载流子的不平衡注入，导致器件性能恶化．这表明空穴缓冲层CuPc对不同结构OLED的特性具有不同的影响，并通过器件的能级结构对此进行了解释．     

有机酸修饰ITO对OLED器件性能的影响

分别采用二氯苯氧乙酸和溴乙酸对ITO表面进行修饰,研究其对OLED器件(ITO/PVK/ FIrPic:SimCP/TPBi/LiF/Al)性能的影响.结果显示,相较于未修饰的器件,采用二氯苯氧乙酸修饰后的器件最大亮度由673.4 cd/m2提升至1 875.2 cd/m2,同时器件的启亮电压由6.2V降至5.3V.研究发现,有机酸处理能够改变ITO的表面能和功函数,一方面改变ITO和后续膜层的接触性能,影响后续膜层的成膜;另一方面也可以有效减少ITO与有机层间的势垒,提升载流子注入.这种用有机酸修饰ITO阳极的方法工艺简单,能有效降低空穴注入势垒,优化ITO和有机层的接触性能,对器件性能的提升起到一定的促进作用.