空穴传输层NPB中掺杂Alq3制备高性能的蓝光器件

研究了在空穴传输层NPB中掺杂Alq3制备高性能的蓝光有机电致发光器件（OLED）。采用传统的材料和结构，在空穴传输层NPB中掺杂Alq3，在掺杂浓度为3％时，OLED的色坐标为（0．17，0．19）、亮度为10770cd／m^2（在13V时）和最大效率为4．1cd／A。在同等条件下，Alq3掺杂降低了开启电压，在7V时亮度达到了118．8cd／m^2。研究分析表明，OLED性能的提高是由于NPB的HOMO能级比Alq3的HOMO能级高，掺杂剂Alq3对空穴有散射作用，阻挡了部分空穴的传输，降低了空穴的迁移率；而Alq3又是很好的电子传输材料，Alq3掺杂提高了空穴和电子在发光层中的注入平衡，有利于激子的形成，从而提高了器件的性能。     

加入激子阻挡层增强白色有机发光器件效率

通过在发光层（EBL）与电子注入层之间增加激子阻挡层（EBL）制备了新型白色有机发光器件（WOLED）。有EBL的新型器件效率和亮度均比传统结构器件高50％,在电流密度为4mA／cm^2时效率达到3．42cd／A,最大亮度为11000cd／m^2（16V）,色坐标为x=0．34、y=0．36;而具有相同EBL厚度的传统结构器件,在电流密度为4mA／cm^2时效率为2．15cd／A,最大亮度为6259cd／m^2（16V）。效率的提高是由于EBL的限制作用而提高了激子浓度。测量了器件的效率与电流密度关系,随电流密度增加电流效率的衰减缓慢,说明短寿命红色搀杂剂的激子-激子湮灭很弱。     

PBD空穴缓冲层对有机电致发光器件的改善作用

实验中制备了不同厚度的缓冲层PBD修饰的有机电致发光器件以及没有缓冲层修饰的有机器件。通过比较发现缓冲层PBD的最优厚度为0．2nm，缓冲层PBD对于器件亮度有显著的影响。当缓冲层PBD厚度为0．2nm，相同电压下器件的亮度要比无缓冲层器件的亮度要高。当电压为16V时，PBD修饰的器件的亮度为1984cd／A，而没有缓冲层材料修饰的器件的亮度为1110cd／A，器件的亮度得到了提高。在电流密度为120mA／cm。的情况下，PBD修饰的器件的效率为3cd／A，要比没有缓冲层材料修饰的器件的效率(为2．6cd／A)高。最主要的原因是由于PBD是电子传输层，因此它对于空穴的注入起阻挡作用。所以缓冲层PBD阻挡和减少了空穴的注入，提高了电子和空穴形成激子的比例，从而提高了器件的效率。     

高效白光磷光有机发光器件

我们研制成功了两种磷光白光有机发光器件。在1000cd／m^2的亮度下，一种器件的外部量子效率为20％。色座标CIE为（0．38，0．39），另一种器件的光效为251m／W．色座标为（O．39，0．44），在100cd／m^2的亮度下，借助于光外耦合增强技术，前者的EQE达到了37％，而后者的光效则提高到511m／W。     

不同空穴阻挡材料对白色OLED性能的影响

采用Alq3、TPBi和BCP分别作为电子传输材料和空穴阻挡材料,制备了三种器件,研究了用不同的空穴阻挡材料对器件性能的影响。实验结果表明:只采用30nm Alq3作电子传输层的器件的电流效率最大值为7.84cd/A(9V),而采用10nm Alq3作电子传输层,插入20nm的BCP和TPBi作空穴阻挡层的器件获得的电流效率最大值分别为9.72cd/A和12.21cd/A(9V)。这些结果说明空穴阻挡材料能改善器件的性能,TPBi比以BCP作为空穴阻挡层的器件性能有了很大的改善,制备的白色OLED的最大亮度和电流效率分别为22400cd/m2(17V)和12.21cd/A(9V)。     

利用Alq3掺杂在NPB中制备白光OLED

利用Alq3掺杂在NPB中作为空穴传输层,并以DPVBi和rubrene作为发光层,制备了多层的白光有机发光器件(OLED).与在同一条件下的对比器件相比,掺杂的器件在相同电压下亮度和效率都有所增加.掺杂的器件的最大亮度在17 V时达到了19 921 cd/m2,最大效率在7 V时达到了3.69 cd/A,色坐标(CIE)在5～16 V内几乎没有改变,我们认为,掺杂器件性能的提高是由于掺杂剂Alq3分子对空穴有散射作用,阻挡了部分空穴的传输,降低了空穴的迁移率;而Alq3又是很好的电子传输材料,Alq3掺杂提高了空穴和电子在发光层中的注入平衡,有利于激子的形成,从而提高了器件的性能.     

以新型芴衍生物为发光层的深蓝色叠层电致发光器件

以新型含氟三联芴(TPFF)作发光层,获得了深蓝色叠层有机电致发光器件.器件的电荷产生层由Li掺杂的电子注入层和高透明的WO3组成.研究发现叠层器件性能与单发光单元器件相比较,其亮度及效率均有大幅提高,叠层器件的最大电流效率达到了2.08 cd/A,器件的CIE色坐标为(0.156,0.078),在相同的电流密度下,叠层器件的效率约为传统器件的2.1倍,同时叠层结构也显著改善了器件的流明效率,在高亮度的情况下,叠层器件的流明效率显著高于传统器件.可见,采用叠层结构是制备高亮度高效率的深蓝色有机发光器件的一种有效方法.     

具有阶梯势垒的低压有机电致发光器件

在2-t-butyl-9,10-di-(2-naphthyl)anthracene(TBADN)/tris(8-hydroxyquinoline)aluminum(Alq3)界面及TBADN/4'7-diphyenyl-1,10-phenanthroline(Bphen)界面上插入Gaq薄膜作为阶梯势垒,使有机电致发光器件的电子注入得到改善.由于Gaq(2.9 eV)的LUMO(分子最低空余轨道能级)位于Alq3(3.1 eV)(或 Bphen(3.0 eV))的LUMO和TBADN的LUMO(2.8 eV)之间,形成了从Alq3(或Bphen)经Gaq到TBADN的势垒阶梯,提高了电子注入,进而提高了器件效率.实验表明:与没有阶梯势垒的器件相比,无论是单一电子器件还是完整器件,在相同电流密度下,具有阶梯势垒的器件的电压都有所下降.在电流密度为20 mA/cm2时,当电子传输层为Alq3时,单一电子器件的电压从7.9 V降到4.9 V,完整器件的电压从7 V降到5.8 V;当电子传输层为Bphen时,单一电子器件的电压从4.2 V降到3.1 V,完整器件的电压从6.2 V降到5.1 V.在电流密度为200 mA/cm2,Alq3为电子传输层时,亮度从1 992 cd/m2升到3 281 cd/m2,最高亮度达到3 420 cd/m2,Bphen为电子传输层时,亮度从1 745 cd/m2 升到2 876 cd/m2,最高亮度达到3 176 cd/m2.本文运用能级隧穿理论对上述现象进行了解释.     

单层结构白色聚合物电致发光器件制备及其性能

选择梯形对次苯基聚合物(I．PPP)为母体和蓝色发光材料,掺杂MEH-PPV、OXD-7、PMMA分别作为橙红色发光材料、电子传输材料和绝缘介质材料,用旋涂法制成结构为ITO／白色发光层／A1的单层白色有机发光器件。对器件进行热处理(最佳热处理条件为180℃,1h)后,发现器件的发光性能得到明显改善。驱动电压25V时器件的发光亮度由42cd／m^2提高到355cd／m^2,色坐标为(x=0．332,y=0．347),非常接近于白色等能点。     

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。     

基于DSA-ph的高效蓝色有机电致发光器件

以NPBX掺杂3%的DSA-ph作为发光层,BCP或TAZ作为空穴阻挡层,Alq3或Bphen作为电子传输层制作了一组蓝色有机电致发光器件。通过调整不同的空穴阻挡层与电子传输层之间的组合,得到了一组高效的蓝光OLED。测试结果表明,当空穴阻挡层为TAZ,电子传输层为Bphen时,器件的性能最优。当驱动电压为5V时,器件最大电流效率为4.59cd/A。在12V时亮度最大,为6 087cd/m2。     

C545T对Al／MoO3复合阳极OLED性能的影响

制备了以Al／MoO3为复合阳极的有机电致发光器件,其结构为：Al／MoO3／NPB／Alq3：C545T（x%）／Alq3／LiF／Al。比较了不同掺杂浓度条件下OLED器件的电致发光特性。当C545T掺杂浓度为8％时,主客体间的能量转移最充分,器件的启亮电压为2．75V,器件在13V时获得最高亮度为27000cd／m^2,发光效率为6．97cd／A。用Fowler—Nordheim隧道效应理论和载流子注入机制,分析了以Al／MoO3为复合阳极的OLED器件性能。     

调整空穴传输层厚度改善蓝光有机器件的性能

利用有机发光材料N，N’-bis-（1-naphthyt）N，N’-diphenyl-1，1’-biphenyl-4，4＇-diamine（NPB）作为空穴传输层。4,4-dis（2，2’diphenytvinyl）-1，1’-biphenyl（DPVBi）作为发光层，aluminium-tris-8-hydroxy—quinoline（Alq3）作为电子传输层。采用ITO／NPB／DPVBi／Alq3／LiF／Al基本结构，研究了NPB厚度对蓝光有机器件（OLED）的亮度和效率的影响。在DPVBi、Alq3、LiF和Al分别保持在20、30、0．5和100nm不变。而NPB在40、50…和150nm内进行变化，在NPB小于130nm而大于40nm内，亮度随厚度的增加而增加，最大亮度达到6891cd／m^2，对应的效率是1．64cd／A，而色（CIE）坐标的变化范围较小，获得了性能较好的蓝光OLED。     

Alq3厚度以及沉积速率对OLED性能的影响

以ITO为透明电极，NPB为空穴传输层，Alq3为发光层，制备出ITO／NPB／Alq3／LiF／Al结构的有机电致发光显示器。通过比较Alq3发光层厚度以及沉积速率对OLED的亮度、发光效率的影响，确定了Alq3层的厚度为65nm，沉积速率为0．3nm／s，得到起亮电压为3．01V、发光亮度为12800cd／m^2、发光效率达到4．421cd／A的器件，并对其影响因素进行了分析。     

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。     

双异质型蓝色OLED器件的研究

采用真空蒸镀法制备了ITO／NPB／BAlq3／Alq3／Mg：Ag(双异质型)和ITO／NPB／BAIq3／Mg：Ag(传统型)两种结构的蓝色有机电致发光器件(OLED)，并研究了器件结构对OLED光电性能的具体影响。实验结果表明，器件结构对OLED的发光光谱没有影响。其谱峰均位于480nm。但是器件结构却显著影响OLED的发光性能，与传统型结构器件相比，双异质型结构OLED的最大发光效率和最大发光亮度分别提高了4．5倍和5．5倍，达到1．901m／W和10000cd／m^2。这是因为双异质型器件结构中引入了电子传输层Alq3和空穴阻挡层BAlq3，从而使得能级匹配更加合理。载流子注入更加平衡的缘故。     

基于Bphen:BCP:Cs2CO3作为电子传输层的OLED性能研究

为了进一步平衡OLED器件内部空穴和电子载流子 的注入,制备了结构为ITO/NPB(40nm)/Alq₃(45nm)/Bphen:(X%)BCP:(5%)Cs₂CO₃(15nm)/Cs₂CO₃(1.5 nm)/Al(100nm)的OLED器件,通过改变BCP 的掺杂浓度,研究了以Bphen:BCP:Cs₂CO₃作为电子传输层对OLED器件发光亮度、电流 密度和效率等性能 的影响。结果表明,采用Bphen:BCP:Cs₂CO₃作为电子传输层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BCP的器件,采用BCP掺杂浓度为10%的Bphen:BCP:Cs₂CO₃作为电子传输层 ,可以使器件 的最大电流效率提高46%,达到3.89cd/A,且 在电压从为5V上升至10V的过程中,器件的色坐标一直为 (0.35,0.55),具有很高的稳定性。原因是由于BCP的高LUMO能级和高 HOMO能级,能够有 效阻挡空穴到达阴极,减小空穴漏电流,同时使电子的注入更容易,电子和空穴的注入更加 平衡,发光也更加稳定。     

基于ADN:TBPe发光层的蓝光OLED器件

全色显示是有机电致发光显示(OLED)器件发展的目标,而高性能蓝色发光器件,也是目前有机电致发光显示研究的热点。以NPB和Alq3分别作为空穴传输层和电子传输层,制作了结构为ITO/CuPc(150nm)/NPB(500nm)/ADN(300nm)∶TBPe(30nm)/Alq3(350nm)/RbF(20nm)/Al(1000nm)的蓝光OLED器件,发光亮度达8600cd/m2,发光效率达2.669cd/A,色坐标(X=0.1315,Y=0.1809)。研究发现ADN∶TBPe发光层体系的引入大大改善了蓝光器件的发光效率和性能。     

利用ZnCl2原位钝化电子传输层提高量子点发光二极管性能

在量子点发光二极管(QLED)中,电子-空穴注入不平衡和量子点层/电子传输层间界面的荧光猝灭限制着QLED效率的提升。基于此,采用金属卤化物(ZnCl₂)原位处理电子传输层方法来减少氧化锌(ZnO)电子传输层的氧空位,同时有效钝化其表面不饱和键,因此在一定程度上实现抑制量子点/电子传输层界面的荧光猝灭和提高QLED中的电子-空穴注入平衡的目的,最终得到了高亮度、高效率的QLED。原位钝化处理后的ZnO基QLED的最大亮度、峰值电流效率、峰值功率效率和峰值外量子效率(EQE)分别从未处理QLED的176 800 cd/m²、9.86 cd/A、8.38 lm/W和7.42%提高到219 200 cd/m²、15.14 cd/A、12.66 lm/W和11.65%。结果表明,ZnCl₂原位钝化ZnO电子传输层对QLED性能的提升起到重要的作用。     

SOG—LCD

NEC液晶技术公司利用低温多晶硅技术开发了4种SOG（Systemon Glass）LCD产品。第一种8．9cm（3．5 in）透过型：分辨率为229ppi，亮度为250cd／m^2，对比度为400,1，色域为70％NTSC。第二种8．9cm（3．5 in）半透过型：分辨率为229ppi，亮度为200cd／m^2，反射率为15％。第三种6．9cm（2．7in）透过型：分辨率为302ppi，亮度为200cd／m^2，对比度为400：1，色域为70％NTSC。第四种6．9cm（2．7in）半透过型：分辨率为302ppi，亮度为180cd／m^2，反射率为15％。2007年已开始投产。