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)。     

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.     

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。     

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。     

利用Ir(ppy)_3敏化CzHQZn提高OLED的性能

用CzHQZn作为受主,利用磷光敏化的方法制备了有机电致黄光和白光器件。黄光器件采用Ir(ppy)3掺杂4,4-N,N′-=咔唑基联苯(CBP),敏化新的黄光材料CzHQZn作为发光层,当发光层厚度为18nm时器件性能最好,最大发光效率为3.26cd/A(at10V),最大发光亮度为17560cd/m2(at10V);白光器件采用多发光层结构,结合ADN的蓝光复合发光,同时加入了电子阻挡层(NPBX)和空穴阻挡层(BCP),获得的白光器件最大发光效率为2.94cd/A(at8V),最大亮度为11089cd/m2(at13V)。     

有机微腔蓝光发射二极管的研制

利用玻璃/DBR/ITO/NPB/NPB:二萘嵌苯/TAZ/Alq/Al器件结构,研制了有机微腔蓝光发射二极管.将激光染料二萘嵌苯掺于空穴传输材料NPB中作为发光层,Alq为电子传输层,为防止未参与复合的空穴到达金属电极,在NPB:二萘嵌苯和Alq之间引入一薄层TAZ,所研制的微腔器件的峰值位于456 nm,器件表现为较纯的蓝光发射,色坐标为x=0.165,y＝0.088.微腔器件的最大亮度为2 500 cd/m2,最大发光效率为0.23 cd/A.     

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.     

载流子平衡的低压高效有机发光器件

分别在ITO与NPB间加入高迁移率的m-MTDATA:x%4F-TCNQ来增强器件的空穴注入,在阴极和发光层之间加入高迁移率的Bphen:Liq层增强器件的电子注入,制备了结构为ITO/m-MTDATA:x%4F-TCNQ/NPB/Alq_3/Bphen:Liq/LiF/Al的有机发光器件.研究了传输层的单载流子器件行为,同时,由于注入的电子和空穴数量偏离平衡,器件的整体效率也会受到影响,在实验中通过调节4F-TCNQ的质量百分比,来调控空穴的注入和传输,使载流子达到了较好的平衡.器件的最大电流效率和流明效率分别达到了6.1 cd/A和5.2 lm/W.     

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。     

基于DSA-ph的高效率超薄层蓝色有机电致发光器件

讨论了基于蓝色荧光染料DSA-ph作为发光层的蓝色有机电致发光器件,器件结构为：ITO/2T-NATA/NPBX/DSA-ph（xnm）/TAZ/Bphen/LiF/Al。通过改变DSA-ph的超薄层厚度,相应器件的性能指标也有所不同。研究表明,在超薄层厚度为0.5nm,驱动电压为4V时,器件的最大发光效率为6.57cd/A;在超薄层厚度为0.3nm时,驱动电压为10V时,器件的最大亮度为5 122cd/m^2。器件的色坐标在（0.17,0.36）附近,属于蓝光发射。     

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...     

具有高效空穴注入的高电子传输层的白光电致发光器件

以M003或m-MTDATA作为空穴注入层,Alqa或Bphen作为电子传输层组合了4组白色有机电致发光器件.发光层为9,10-bis(2-naphthyl)-2-t-butylanthracene(TBADN)掺杂3%的P-bis(P-N,N-diphenyl-aminos-tyryl)benzene(DSA-ph)作为蓝色掺杂剂和0.05%的4-(dicyanomethylene)-2-t-bul:yl-6-(1,1,7,7,-tetramethyl-julolidy-9-enyl)-4H-pyran(DCJTB)作为红色掺杂剂.研究表明基于M003//Bphen结构的器件大大降低了驱动电压,改善了功率效率,在电流密度为20 mA/cm2时,其值分别为5.43 V和4.54 lm/W.与基于m-MTDA-TA//Alq3结构的器件相比,驱动电压降低了40%,功率效率提高57%.     

载流子平衡的低压高效有机白光器件

研究了结构为ITO/m-MTDATA:x%4F-TCNQ/NPB/TBADN:EBDP:DCJTB/Bphen:Liq/LiF/Al的有机白光电致发光器件(WOLED)。分别在ITO与NPB间加入高迁移率的m-MTDATA:4F-TCNQ来增强器件的空穴注入,在阴极和发光层间加入高迁移率的Bphen:Liq层增强器件的电子注入,降低驱动电压,提高器件效率。同时,由于注入的电子和空穴数量偏离平衡,器件的效率也会受到影响。实验中,通过调节4F-TCNQ的掺杂浓度来调控空穴的注入和传输,使载流子达到高度平衡。器件的最大电流效率和流明效率分别达到了9.3cd/A和4.6 lm/W。     

Combinatorial Development of Blue OLEDs Based on Star Shaped Molecules

In this paper we describe the use of combinatorial vapor deposition techniques for the optimization of blue organic light emitting diodes (OLEDs). In these devices the star shaped molecule 1 with a triphenylamine core and three fluorene side groups serves as hole transport and emitting layer. Compound 2 with a much lower lying HOMO and a larger bandgap is used as hole blocking layer. Using combinatorial vapor deposition 42 OLEDs with thickness gradients of both the hole transport and the hole blocking layer have been simultaneously prepared on one substrate. The physical characterization of the devices clearly shows that a hole blocking layer of the star shaped molecule 2 is necessary in order to obtain pure blue emission with CIE coordinates of x = 0.15 and y = 0.15. A thickness of only 5 nm of the blocking layer is sufficient, and with increasing layer thickness the brightness of the blue devices drops. The blue devices exhibit a brightness of 400 cd m^–2 and a luminous efficiency of 2 cd A^–1. The thickness variations of both the hole transport and the hole blocking layer have been made in one combinatorial evaporation experiment on a single substrate using a set of movable masks. This demonstrates how efficient combinatorial methods can be used for the development of OLEDs.     

Water‐Soluble Lacunary Polyoxometalates with Excellent Electron Mobilities and Hole Blocking Capabilities for High Efficiency Fluorescent and Phosphorescent Organic Light Emitting Diodes

High performance solution‐processed fluorescent and phosphorescent organic light emitting diodes (OLEDs) are achieved by water solution processing of lacunary polyoxometalates used as novel electron injection/transport materials with excellent electron mobilities and hole blocking capabilities. Green fluorescent OLEDs using poly[(9,9‐dioctylfluorenyl‐2,7‐diyl)‐co‐(1,4‐benzo‐{2,1′,3}‐thiadiazole)] (F8BT) as the emissive layer and our polyoxometalates as electron transport/hole blocking layers give a luminous efficiency up to 6.7 lm W^?1 and a current efficiency up to 14.0 cd A^?1 which remained nearly stable for about 500 h of operation. In addition, blue phosphorescent OLEDs (PHOLEDs) using poly(9‐vinylcarbazole) (PVK):1,3‐bis[2‐(4‐tert‐butylphenyl)‐1,3,4‐oxadiazo‐5‐yl]benzene (OXD‐7) as a host and 10.0 wt% FIrpic as the blue dopant in the emissive layer and a polyoxometalate as electron transport material give 12.5 lm W^?1 and 30.0 cd A^?1 power and luminous efficiency, respectively, which are among the best performance values observed to date for all‐solution processed blue PHOLEDs. The lacunary polyoxometalates exhibit unique properties such as low electron affinity and high ionization energy (of about 3.0 and 7.5 eV, respectively) which render them as efficient electron injection/hole blocking layers and, most importantly, exceptionally high electron mobility of up to 10^?2 cm² V^?1 s^?1.     

用BPhen作基质的铕配合物OLED发光机制研究

用具有良好电子传输/空穴阻挡性能的BPhen(4,7-diphenyl-1,10-phenanthroline)作基质,Eu(DBM)3pyzphen(pyzphen=pyrazino-[2,3-f][1,10]-phenanthroline,DBM=Dibenzoylmethane)作发射材料,成功制得了高效率、高亮度的有机电致发光器件OLED.器件的最大外量子效率为2.5%,最大电流效率为5.3 cd/A,最大亮度为1 320 cd/m2.在亮度为200和1 000 cd/m2时,器件的色坐标分别为(0.66,0.33)和(0.65,0.34).深入研究了该器件的发光机制,发现在电致发光(EL)过程中,载流子直接被Eu(DBM)3pyzphen陷获是主要的发光机制,同时在BPhen与Eu(DBM)3pyzphen间还存在着有效的能量传递.     

Solution processed small molecule organic interfacial layers for low dark current polymer photodiodes

We demonstrate a small molecule solution processed hole interfacial layer approach to improve the dark current characteristics of polymer photodiodes. The two hole blocking materials under investigation 3-phenyl-4(1′-naphthyl)-5-phenyl-1,2,4-triazole (TAZ) and 2-[3,5-bis(1-phenylbenzimidazol-2-yl)phenyl]-1-phenylbenzimidazole (TPBi) are spincoated from ethanol as an orthogonal solvent on top of a P3HT:PCBM active layer. We reduce the dark current at a bias voltage of −1 V by a factor of 17.2 by introducing a TAZ interfacial layer while keeping the responsivity unchanged.