无氧溅射方法制备OLED的ITO透明电极

采用氧化铟锡(ITO)合金材料作为靶材,通过射频磁控溅射制备ITO膜.将获得的ITO膜应用于结构为ITO/m-MTDATA(30 nm)/NPB(20 nm)/Alq3(50 nm)LiF(0.8 nm)/Al(100 nm)的有机电致发光器件(OLED),得到了最大亮度为11560 cd/m2(电压为25V)、最大效率为2.52 cd/A(电压为14 V)的结果.为了获得双面发光,制作了结构为ITO/m-MTDATA(30 nm)/NPB(20 nm)/Alq3(50 nm)LiF(0.8 nm)/Al(20 nm)/ITO(50 nm)的器件,其阳极出光的最大亮度为14460 cd/m2(电压为18V)、最大效率为2.16 cd/A(电压为12V),阴极出光的最大亮度为1 263 cd/m2(电压为19 V)、最大效率为0.26 cd/A(电压为16V).     

LiF作为电子注入层对OLEDs器件性能的影响

制造了两种OLEDs器件,它们的结构分别为:ITO/NPB(50 nm)/Alq3(65 nm)/Mg:Ag(10:1)(100 nm)/Ag(50 nm)and ITO/NPB(50 nm)/Alq3(65 nm)/LiF(x)/Al(100 nm).结果发现,在同样电压下,与Mg:Ag/Ag电极相比,插入LiF层可以明显提高器件的电流.当LiF厚度为1 nm时,器件性能最好.以Mg:Ag/Ag合金作为电极时的器件的最大亮度为8 450 cd/m2,而插入LiF层的器件最大亮度可达到14 700 cd/m2.此外,器件的发光效率也得到了明显的提高,在7 V时达到了最大为3.117 cd/mA.同时,当LiF厚度大于1 nm或小于1 nm时,器件性能都将会下降.     

基于MCzHQZn的有机电致发光器件

通过结构为ITO/2T-NATA(20nm/NPBx(20nm)/MCzHQZn(30nm)/BCP(10nm)/Alq3(20nm)/LiF(0.5nm)/Al、ITO/2T-NATA(30nm/MCzHQZn(30nm)/BCP(10nm)/Alq3(30nm)/LiF(0.5nm)/Al和ITO/2T-NATA(20nm/MCzHQZn(30nm)/NPBx(16nm)/BCP(10nm)/Alq3(25nm)/LiF(0.5nm)/Al的3组有机电致发光器件(OLED),证明了MCzHQZn既具有空穴传输特性,又具有较好的发光特性。MCzHQZn在器件1中作发光层,器件最大亮度在电压16V时达到3692cd/m2,电压13V时的最大效率为0.90cd/A,发光的峰值波长为564nm;MCzHQZn在器件2中既作发光层又作空穴传输层,器件最大亮度在电压为13V时达到1929cd/m2,电压12V时的最大效率为0.57cd/A,发光的峰值波长也为564nm;MCzHQZn在器件3中作空穴传输层,由NPBx作发光层,器件最大亮度在电压为14V时达到3556cd/m2,电压9V时的最大效率为1.08cd/A,发光的峰值波长为444nm。     

利用石墨烯掺杂在NPB中的OLED性能研究

采用NPB掺杂石墨烯作为空穴传输层,制备有机电致发光器件(OLED),器件结构为ITO/NPB:Graphene(20wt.%)(50nm)/Alq3(80nm)/LiF(0.5nm)/Al(120nm)。将其与标准器件ITO/NPB(50nm)/Alq3(80nm)/LiF(0.5nm)/Al(120nm)作性能比较,研究石墨烯对OLED性能的影响。结果表明,在NPB中掺杂石墨烯薄层的器件,在同等条件下性能最佳,当电流密度为90mA/cm2时器件电流效率达到最大值3.40cd/A,与标准器件最高效率相比增大1.49倍;亮度在15V时达到最大值10 070cd/m2,比标准器件最大亮度增大5.16倍。     

间隔层提高有机电致发光器件的性能

使用不同的有机材料作为间隔层,制备了基于CB P材料的一系列红绿双发光层有机 电致发光器件(OLED),其结构为ITO/MoO₃(50nm)/NPB(40nm)/TCTA(10 nm)/CBP:R-4B(20nm,2%)/ 间隔层(3nm)/CBP:GIr1(30nm,14%)/BCP(10 nm)/Alq₃(20nm)/LiF(1nm)/Al(100nm),其中间隔 层材料使用BCP、TPBi和TCTA。实验比较了加入不同间隔层后OLED的发光特性,结果显 示,对发光面积为0.8cm²的器件,当器件加入间隔层后,电流效 率和亮度有很大提高,用 TCTA作间隔层时得到器件的最大效率为39.98cd/A,最大亮度为29790cd/m²;并且使用间隔 层后OLED发光性能稳定,电致发光(EL)光谱和色坐标不随驱动电压的变化而产生变化。     

基于Ir(piq)3的红色磷光有机电致发光器

采用真空蒸镀法制备了结构为ITO/NPB(20nm)/CBP(3nm)/CBP∶Ir(piq)3(z%,xnm)/TPBi(10nm)/Alq3(20nm)/Cs2CO3∶Ag2O(2nm,20%)/Al(100nm)的器件。研究了掺杂浓度和厚度对器件性能的影响。首先选定Ir(piq)3∶CBP层的厚度为5nm,调节掺杂浓度。结果是当掺杂浓度为10%时,器件的效率和亮度较好;驱动电压为16V时,最大亮度为8 810cd/m2。然后在10%的掺杂浓度下,调节CBP∶Ir(piq)3层的厚度。当厚度为20nm时,器件的性能较好。驱动电压为12V时,电流密度为193mA/cm2,效率为11.92cd/A;驱动电压为19V时,电流密度为302.45mA/cm2,亮度为10 990cd/m2。无论在何种浓度和厚度下,器件的色坐标都在红光范围内。     

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。     

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。     

以TPBi为发光主体的蓝光OLED器件研究

采用真空热蒸镀技术,以TPBi为蓝光主体材料制备了一类多层结构的蓝色有机发光二极管(OLED),其结构为:ITO / CuPc(30 nm)/NPB(40 nm)/TPBi(30 nm)∶GDI691(x%)/Alq3(20 nm)/LiF(1 nm)/Al(50 nm),其中x%为发光层掺杂浓度,实验中分别取1%,2%,3%和4%.从测试结果分析可知:蓝色OLED器件的电流-电压特性曲线,亮度-电压曲线,亮度-电流曲线及效率等光电性能随着掺杂浓度的变化而改变.当掺杂浓度为3%,驱动电压为15 V时,可获得稳定的蓝光器件,其最大亮度为6 827 cd·m-2,色坐标CIE为x=0.147,y=0.215 ,最大流明效率为6.77 lm·W-1,电致发光光谱的峰值为468 nm.     

发光层掺杂蓝色OLED的光电性能研究

采用真空热蒸镀技术,在不同的掺杂浓度下,制备了4种双异质型结构的蓝色有机电致发光器件(OLED),其结构为ITO/CuPc(30 nm)/NPB(40 nm)/TPBi(30 nm):GDI691(x%)/Alq3(20 nm)/LiF(1 nm)/Al(50 nm),其中x%为发光层掺杂浓度,分别取1、2、3和4 %.从实验结果分析可知:蓝色OLED的电流-电压(I-V)特性曲线、亮度-电压(L-V)曲线、亮度-电流(L-I)曲线及效率等光电性能随着发光层掺杂浓度的变化而改变.当驱动电压为15 V、掺杂浓度为3%时,器件可获得最大亮度6100 cd·m-2,色坐标CIE为x=0.147、y=0.215,最大流明效率为1.221 m·W-1,电致发光(EL)发光光谱的峰值为468 nm.     

镱银阴极对顶发射白光OLED器件光电性能的影响研究

研制了以镱银合金为透明阴极的顶发射白光OLED器件。采用ITO/NPB: LiQ（5%）（10 nm）/TCTA（20 nm）/FIrpic+3.5% Ir(ppy)₃+0.5%Ir(MDQ)₂(acac)（25 nm）/TPBI（10 nm）/LiF（5 nm）/Yb: Ag (X%)（X nm）器件结构,在相同镱银比例下,蒸镀不同厚度的镱银合金阴极制备了新型顶发射白光OLED器件,获得了优化的镱银合金厚度为12 nm;固定镱银阴极厚度,蒸镀不同比例的镱银合金阴极制备了新型顶发射白光OLED器件,探究不同比例的镱银合金对有机电致发光器件的影响。结果表明,当镱银电极的掺杂比例为10:1时,器件的性能最佳,在20 mA/cm2电流密度下,器件的驱动电压为2.3 V,亮度为1406 cd/m2,色坐标为(0.3407, 0.3922)。     

覆盖层对顶发射白光微型OLED性能的影响研究

采用两种覆盖层CPL（Capping layer）材料Alq3和ZnSe制备了顶发射白光有机电致发光器件TE-OLEDs（Top emitting white organic light-emitting diodes）,器件结构为ITO/NPB: LiQ (5%) (10 nm) /TCTA(20nm)/FIrpic+3.5%Ir(ppy)3+0.5%Ir(MDQ)2(acac)(25nm)/TPBI(10nm)/LiF(5nm)/Mg: Ag(10%) (12 nm)/CPL。实验结果表明,Alq3和ZnSe作为CPL可以增强TE-OLED器件的出光和调制光谱特性,并且ZnSe作为覆盖层制备的TE-OLED器件色坐标（CIEX,CIEY）随亮度变化更平稳,表现出良好的色稳定性。进一步,通过改变ZnSe厚度来优化器件,当ZnSe为45 nm时,器件获得了最佳的亮度和电流效率,分别为1461 cd/cm2和7.38 cd/A,色坐标为（0.30,0.33）。     

利用CsN3n型掺杂电子传输层改善OLED器件性能的研究

为了能够有效地提高电子的注入和传输能力,改善有机电致发光器件的性能,本文利用CsN₃作为n型掺杂剂,对有机电子传输材料Bphen进行n型电学掺杂,制备了结构为ITO/MoO₃（2 nm）/NPB（50 nm）/Alq₃（30 nm）/Bphen（15 nm）/Bphen：CsN₃（15 nm,x%,x=10,15,20）/Al（100 nm）的器件。实验结果表明,CsN₃是一种有效的n型掺杂剂,以掺杂层Bphen：CsN₃ 作为电子传输层,可以有效地降低电子的注入势垒,改善器件的电子注入和传输能力,从而降低器件的开启电压,同时提高了器件的亮度和发光效率。在掺杂浓度为10%时器件的性能最优,开启电压仅为2.3 V,在7.2 V的驱动电压下,达到最大亮度29 060 cd/m²,是非掺杂器件的2.5倍以上。当驱动电压为6.6 V时,达到最大电流效率3.27 cd/A。而当掺杂浓度进一步提高时,由于Cs扩散严重,发光区形成淬灭中心,造成器件的效率下降。     

Transparent Al/WO3/Au film as anode for high efficiency organic light-emitting diodes

A transparent Al/WO₃/Au anode is introduced to fabricate high efficiency organic light-emitting devices (OLEDs). By optimizing the thicknesses of each layers of the Al/WO₃/Au structure, the transmittance of Al(7 nm)/WO₃(3 nm)/Au(13 nm) has reached over 55%. Concerning the performance of OLEDs using the optimized anode, the electroluminescence (EL) current efficiency and brightness are enhanced and the EL spectrum is greatly narrowed as compared to the OLEDs using indium-tin-oxide (ITO) as the anode. The results indicate that the metal/metal oxide/metal transparent electrode is a good structure for the anode of high performance OLEDs. In addition, Al/WO₃/Au can function as a composite transparent electrode for top-emitting OLEDs.     

Bphen掺杂Cs_2CO_3作为电子传输层对OLED器件性能的影响

为改善OLED器件的载子注入平衡,本文在其结构ITO/MoO3/NPB/Alq3/Cs2CO3/Al中,分别引入高电子迁移率材料Bphen及Bphen∶Cs2CO3作为电子传输层。通过改变Bphen的厚度以及Bphen中Cs2CO3的体积掺杂浓度,研究其对器件发光亮度、电流密度和效率等性能的影响。实验结果表明,采用Bphen或者Bphen∶Cs2CO3作为电子传输层,均能提高器件的电子注入能力,改善器件的性能。相比于未引入Bphen的器件,采用25nm的Bphen作为电子传输层,改善了器件的电子注入,使器件的最大电流效率提高112%;采用体积掺杂浓度为15%,厚度为5nm的Bphen∶Cs2CO3作为电子传输层,减小了电子注入势垒,使器件的最大电流效率提高27%,并且掺杂层厚度的改变对器件的电子注入影响很小。该方法可用于OLED器件的阴极修饰,对器件性能的提升将起到一定的促进作用。     

New insert layer structure OLEDs

An insert layer structure organic electroluminescent device（OLED） based on a new luminescent material （Zn（salen）） is fabricated. The configuration of the device is ITO/CuPc/NPD/Zn（salen）/Liq/LiF/A1/CuPc/NPD/Zn（salen）/Liq/LiF/A1. Effective insert electrode layers comprising LiF（1nm）/Al（5 nm） are used as a single semitransparent mirror, and bilayer cathode LiF（1 nm）/A1（100 nm） is used as a reflecting mirror. The two mirrors form a Fabry-Perot microcavity and two emissive units. The maximum brightness and luminous efficiency reach 674 cd/m^2 and 2.652 cd/A, respectively, which are 2.1 and 3.7 times higher than the conventional device, respectively. The superior brightness and luminous efficiency over conventional single-unit devices are attributed to microcavity effect.     

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。     

Effect of Al:Ag alloy cathode on the performance of transparent organic light-emitting devices

Transparent organic light-emitting devices (TOLEDs) based on a stacked alloy cathode of LiF/Al:Ag are investigated. The devices have a structure of indium-tin-oxide (ITO)/4,4′,4′′-Tris[2-naphthyl(phenyl)amino]triphenylamine (2T-NATA) (25 nm)/N,N''-Di-[(1-naphthyl)-N,N''-diphenyl]-1,1''-biphenyl-4,4''-diamine (NPB) (40 nm)/tris-(8-hydroxyquinoline) aluminum (Alq3) (50 nm)/LiF (1 nm)/Al:Ag (1:3) (x), where the thicknesses of cathode metal layers (Al:Ag) are adjusted, respectively, from 70 nm to 100 nm. In the experiment, it is found that the LiF (1 nm)/Al:Ag (1:3) (75 nm) has good electron injection efficiency. Compared with an Al-only cathode, the turn-on voltage is lowered. At the voltage of 10 V, the luminances for bottom emission from ITO anode side and top emission from metal cathode side are 2 459 cd/m2 and 1 729 cd/m2, respectively. Thanks to electron injection enhancement by using Al:Ag cathode, we can obtain a better energy level matching between the cathode and the organic layer, thus the devices have lower turn-on voltage and higher luminance. The total transmittance of the devices can achieve about 40% at the wavelength of 550 nm.