主客体掺杂和空穴阻挡对蓝色磷光OLED发光性能的影响研究
一种新颖的空穴阻挡材料的合成、表征与空穴阻挡特性研究
e V)及 较 高 的氧 化 电位 ( 1 1 5 点x . 0 = 2 V)和禁 带宽 度 ( g 39 V) 这些物 理性质恰 巧符 合作 为空 E = .1e ,
穴 阻挡 材料 的要求 。
1 . 化合 物 2 (. 22 - 羟基联 苯 ) 的合 成 -1 2 5溴一, 二 B 200 1滴加 到 22 - 基联苯 ( . r(.4 mmo) , 二羟 0O 4
析 表 明 MDB P具 有 较 低 的 HO MO 能级 ( 61 V) 和 较 高 的 氧 化 电位 ( 25V) -. e 2 一. ;利 用 结 构 IO N B MD P T /P / B /
Al i l的多 层 器 件 ,探 讨 了 MDB q/ / LA P厚 度 、 电压 对 空 穴 阻 挡 性 能 的 影 响 ,结 果 表 明较 高 电压 下 该 材 料 对 空 穴
的 阻 挡 能 力 与 B P相 当 。 并利 用 M D P为 空 穴 阻挡 层 制备 了 白光 器 件 。 C B
关键 词:间位连接;桥联联苯 ;空穴; 白光器件 中图分类号:O6 1 4 文献标 识码 :A D :1 .9 9 .s .0 77 1 .0 20 .0 OI 03 6  ̄i n1 0 -9 X2 1 .20 9 s
0 引 言
空穴 传 输材 料 的 空穴 迁移 率 比 电子 传输 材 料 的 电子迁 移率 高 出两 个数量 级 , 了使 电子和 空穴 为 很 好地 在发光层 复合 形成激 子并发光 , 制备有 机 电 致 发光器 件 ( E OL D)中通常采用 空穴 阻挡材料 阻 止 空穴 到达 电子传 输层 。 空穴 阻挡 材料应 具有较 低 的 HOMO 能级 、 较高 的氧 化 电位 、 及 较宽 的带隙 。 目前 在 OL D 研 究中常用 的空穴 阻挡材料 为 11一 E ,0 邻 菲罗林衍 生物 ( C ) ,,一 ( 苯基一一 并 B P 、1 5三 N一 3 2苯 咪 唑)苯 T BI以及 l ,一 基为核 的星形 芳香化 P , 5苯 3 合物 [] 1 o—O—C 一O一 桥 联 的七 元杂环桥 联联 - 3 H:
蓝绿色磷光OLED的制备及发光性能
蓝绿色磷光OLED的制备及发光性能作者:吴昊孙金岭刘艳朱波来源:《电子技术与软件工程》2016年第20期摘要本文以蓝绿色磷光OLED作为研究对象,以蓝绿色磷光染料作为主要掺杂剂,制备了几种不同的OLED,以此展开实验,旨在进一步明确蓝绿色磷光OLED制备的方式和发光的性能,希望对相关人士提供一定帮助。
【关键词】蓝绿色磷光 OLED制备发光性能蓝绿色磷光OLED是一种通过有机电致发光材料的而制备新一代显示器件,相关的研究表明,蓝绿色磷光OLED就有视角广、重量轻、制备工艺简单、成本低廉的优点。
相关研究显示在蓝绿色磷光OLED显示器件中,如果显示器件发光层中加入了磷光材料,就会使得单线态激子和三线态激子共同发生作用,大大提升OLED中的内量子效率。
基于此,本文就通过相关的实验,着重分析了蓝绿色磷光OLED的制备以及发光性能。
1 实验1.1 实验材料实验过程中需要用到有机发光材料、MCP、蓝绿色磷光配合物(BGIrI)、以及BCP等,以上材料是由长春市阪和科技有限公司提供,ITO玻璃是由深圳南玻集团提供。
8-羟基喹啉铝是由西安瑞联近代电子材料有限责任公司提供。
1.2 实验器件的制备为保证实验的准确性,要对ITO玻璃进行清洗,首先用丙酮在超声环境下清洗15分钟,再用乙醇在超声环境中清洗10分钟,最后用氮气吹干。
把吹干的ITO玻璃放置在镀膜机预处理室中,通等离子轰击大约20分钟,把预处理室中的空气抽空,保证ITO玻璃在真空环境中,通过镀膜机进展镀层,同时制备出蓝绿色磷光掺杂剂为10%~20%的蓝绿色磷光OLED。
以三氧化钼作为空穴注入层进镀膜,镀膜的厚要控制在20nm,NPB作为空穴传输层进行镀膜,镀膜的厚度要控制在40nm,mCP和蓝绿色磷光掺杂剂要作为发光层进行镀膜,镀膜的厚度控制在30nm,BCP要作为空穴阻挡层进行镀膜,镀膜的的厚度控制在10nm,8-羟基喹啉铝要作为电子传输层进行镀膜,镀膜的厚度要控制在20nm,同时把OLED的发光面积控制在1.25cm2左右。
OLED器件空穴传输层中TPBI空穴阻挡层的应用研究
OLED器件空穴传输层中TPBI空穴阻挡层的应用研究作者:连加荣曾鹏举来源:《硅谷》2011年第14期摘要:针对有机发光器件中普遍存在空穴漏电流影响发光效率的问题,将2nm的TPBI薄层引入到TPD空穴传输层中,改变该薄膜位置考察对器件光电性能的影响。
结果表明,引入TPBI薄膜后器件发光效率均有明显提高。
其中,当TPBI薄膜距离阳极界面10nm时,器件的最大发光效率为4.89cd/A,相对于没有阻挡层的常规器件提高52.3%。
同时,器件的电流性能变化明显,随着减小TPBI薄膜与阳极的距离而减小。
这说明,TPBI薄膜具备阻挡或者减缓空穴传输的能力,从而减小空穴漏电流,平衡发光层中的载流子并提高发光效率;同时,被阻挡的空穴积累在TPBI界面也将改变器件内的电场分布,从而TPBI位置不同,器件的电场分布也不同,体现为器件的电学性能随之改变。
关键词:有机发光;空穴阻挡;TPBI;载流子平衡;发光效率中图分类号:O432文献标识码 A文章编号:1671-7597(2011)0720138-020 前言有机电致发光(organic light-emitting diodes,OLEDs)具有自发光、响应速度快、视角宽、高清晰、高亮度、抗弯曲能力强、低功耗等诸多优点,是近二十年研究最热门、发展最迅猛的一类显示和固态照明技术。
其中,发光效率的高低将很大程度影响该技术商业化进程。
器件的发光效率取决于电子和空穴的注入能力和平衡程度、材料的本征发光效率以及器件的出光效率。
现有的有机材料中,空穴传输材料的空穴迁移率普遍高于电子传输材料的电子迁移率;同时,阳极材料属比较稳定的高功函数,选材范围更广,而且目前对阳极界面的处理工艺相对更成熟,因此空穴注入普遍要比电子注入要容易。
以上因素决定了有机发光器件中空穴占多数载流子的不平衡状态[1]。
这种不平衡必将影响器件的光电特性。
首先,过多的载流子将因为电子传输层也有微弱的空穴传输能力,在较大的电场下会迁移到阴极界面构成漏电流[2];其次,激子也将在更靠近阴极界面的位置形成,实验与理论都证实了金属阴极对近距离的激子具有显著的淬灭效应[3],进一步降低发光效率。
磷光OLED中掺杂浓度及空穴阻挡材料对器件发光性能的影响(精)
磷光OLED中掺杂浓度及空穴阻挡材料对器件发光性能的影响有机磷光电致发光器件能够充分利用器件内形成的单重态激子和三重态激子,具有较高的内量子效率,因此,相对于荧光器件来说,磷光器件具有更为广阔的应用前景。
针对当前磷光器件存在的问题,本论文主要进行了以下研究:研究了采用Ir(ppy)_3和Ir(piq)_3两种磷光材料制备的磷光器件的电致发光特性,分析了它们在聚合物掺杂体系中的能量传递情况;研究了电子注入势垒对器件性能的影响,并分析探讨了器件内可能存在的电子注入过程。
本论文共分5章,第一章主要是有机磷光电致发光器件的研究进展和基本原理,第二章重点阐述了有机电致磷光器件的材料,制备及测试方法。
第三章和第四章主要针对以上几个方面进行研究,第五章是结论。
(1)本论文采用了铱的两种配合物作为磷光器件的掺杂客体,研究了两种磷光材料的光电特性,比较了它们在聚合物掺杂体系中的能量传递情况,并分析了该体系中电致发光的主要来源。
(2)在(1)的基础上,采用Ir(ppy)_3磷光材料作为客体材料,PVK掺杂PBD作为共主体材料,使用不同的空穴阻挡层,制备了不同掺杂浓度的两组磷光器件。
通过测试器件的电学性质,分析了器件中可能存在的电子注入方式,通过比较进一步研究了掺杂浓度及电子注入方式对于器件效率的影响,得到了光度效率为2.9cd/A的磷光器件。
同主题文章[1].王静,姜文龙,孙辉. 近白光有机电致发光器件' [J]. 吉林师范大学学报(自然科学版). 2005.(01)[2].丁桂英,姜文龙,王静. 掺杂荧光染料的高亮度有机蓝光电致发光器件' [J]. 微计算机信息. 2005.(19)[3].欧谷平,宋珍,陈金伙,桂文明,张福甲. 有机电致发光器件的电极研究' [J]. 科学技术与工程. 2005.(11)[4].张国辉,华玉林,吴空物,吴晓明,印寿根,惠娟利,安海萍,朱飞剑,牛霞. 利用BCP层调节白色磷光有机电致发光器件色度的研究' [J]. 物理学报. 2007.(06)[5].刘青宜,张志峰. 有机电致发光的研究及进展' [J]. 现代显示. 2005.(06)[6].张国林,啜玉涛,郭海清,邹德春. 红色磷光喹喔啉铂(II)配合物及其有机电致发光器件的制备' [J]. 物理化学学报. 2005.(12)[7].周滨. 有机电致发光器件的研究及专利' [J]. 液晶与显示. 1999.(01)[8].刘式墉,冯晶,李峰. 有机电致发光材料分子与器件结构设计' [J]. 发光学报. 2002.(05)[9].华玉林,郑加金,王树国,孙媛媛,印寿根,冯秀岚,李永舫,杨春和,帅志刚. 单一白色发光层的OLED制备与发光性能研究' [J]. 天津理工学院学报. 2005.(01)[10].蒋玉蓉,薛唯,喻志农. ITO表面处理对有机电致发光器件光电特性的影响' [J]. 北京理工大学学报. 2005.(01)【关键词相关文档搜索】:光学工程; 有机电致发光器件; 磷光; 三重态; 空穴阻挡层【作者相关信息搜索】:北京交通大学;光学工程;徐征;岳欣;。
基于TADF共掺杂的蓝光OLED器件性能研究
第36卷第2期Vol.36No.22021年04月Apr.2021湖北工业大学学报Journal of Hubei University of Technology[文章编号]1003—4684(2021)02-0019-05基于TADF共掺杂的蓝光OLED器件性能研究王豪杰X周远明2(1湖北工业大学电气与电子工程学院,湖北武汉430068;2湖北工业大学理学院,湖北武汉430068)[摘要]为提升蓝光OLED的发光性能,采用DPEPO和DMAC-DPS两种热活化延迟荧光(TADF)材料构成的主客体掺杂结构作为蓝光OLED器件的发光层,研究器件结构、客体掺杂浓度等因素对器件性能的影响。
实验结果表明:采用M o()3薄膜作为空穴注入层有助于增强空穴注入和传输能力,进而提升器件性能。
当DMAC-DPS掺杂浓度为30%时,器件性能是最优的,最大亮度为5650cd/m2,最大外量子效率(EQE)为&63%。
掺杂浓度进一步增大会导致器件性能的衰退,可能是因为高浓度导致的激子淬灭导致的。
TADF有助于提升蓝光OLED器件的性能并有望应用于商业化的蓝光OLED器件中。
[关键词]热活化延迟荧光材料(TADF);蓝光OLED器件;发光[中图分类号]TN383[文献标识码]A因色纯度高、耗能低、自发光等多种优点,有机电致发光二极管(OLED)被广泛应用于显示和照明领域。
目前,主要采用荧光材料和磷光材料制备器件的发光层(EML),但这两种材料分别存在效率低、价格贵的问题。
为解决上述问题,具有反向系间窜越(RISC)特点的热活化延迟荧光(TADF)材料成为继荧光材料和磷光材料之后的新一代有机发光材料[18]。
荧光材料通过单重态激发发光,磷光材料通过系间穿越一单重态转化为三重态跃迁发光,然而新一代的TADF材料因具有比较小的单三重态能极差AEST,较小的能极差可以使TADF材料在室温热能活化下发生反向系间窜越(RISC)现象,实现激子从三重态到单重态能级反向跃迁,达到更高的量子效率。
OLED器件空穴传输层中TPBI空穴阻挡层的应用研究
OLED器件空穴传输层中TPBI空穴阻挡层的应用研究连加荣 曾鹏举(深圳大学 光电子器件与系统<教育部、广东省>重点实验室 广东 深圳 518060)摘 要: 针对有机发光器件中普遍存在空穴漏电流影响发光效率的问题,将2nm 的TPBI 薄层引入到TPD 空穴传输层中,改变该薄膜位置考察对器件光电性能的影响。
结果表明,引入TPBI 薄膜后器件发光效率均有明显提高。
其中,当TPBI 薄膜距离阳极界面10nm 时,器件的最大发光效率为4.89cd/A ,相对于没有阻挡层的常规器件提高52.3%。
同时,器件的电流性能变化明显,随着减小TPBI 薄膜与阳极的距离而减小。
这说明,TPBI 薄膜具备阻挡或者减缓空穴传输的能力,从而减小空穴漏电流,平衡发光层中的载流子并提高发光效率;同时,被阻挡的空穴积累在TPBI 界面也将改变器件内的电场分布,从而TPBI 位置不同,器件的电场分布也不同,体现为器件的电学性能随之改变。
关键词: 有机发光;空穴阻挡;TPBI ;载流子平衡;发光效率中图分类号:O432 文献标识码 A 文章编号:1671-7597(2011)0720138-020 前言格蕾雅公司购得;电子传输材料和发光材料Alq 3从西安瑞联公司购得;LiF 从ACROS 公司购得;Al 从上海国药集团化学试剂有限公司购得。
器件制有机电致发光(organic light-emitting diodes ,OLEDs )具有自发备过程是:依次用丙酮、无水乙醇、去离子水超声清洗ITO 玻璃基片后,光、响应速度快、视角宽、高清晰、高亮度、抗弯曲能力强、低功耗等诸用高压空气吹干并放到真空烘箱中在150℃条件下烘烤1小时,随后将多优点,是近二十年研究最热门、发展最迅猛的一类显示和固态照明技ITO 玻璃基片装入多腔连接的真空系统(北京中科科仪高真空沉积系术。
其中,发光效率的高低将很大程度影响该技术商业化进程。
主体材料对蓝色磷光有机电致发光器件的影响
主体材料对蓝色磷光有机电致发光器件的影响汪津;杨珊珊;高迪;江海鹏;关宇;姜文龙【摘要】采用空穴传输材料4,4′,4″-Tris(carbazol-9-yl)triphenylamine (TcTa)和电子传输材料1,3,5-tri[(3-pyridyl)-phen-3-yl]benzene (TmPyPB)分别作为器件的发光层主体,蓝色磷光染料bis(3,5-difluoro-2-(2-pyri-dyl)phenyl-(2-carboxypyridyl)iridium III (Firpic)为客体,制备了蓝色磷光有机电致发光器件,研究了Firpic掺入不同主体材料对器件光电性能的影响.由于发光层相对平衡的载流子注入和传输,使TcTa为主体的器件表现出较优的光电性能.器件的最大发光亮度为5536 cd/m2,最大电流效率和功率效率分别为12.8 cd/A和8.0 lm/W.%Two different types of blue electrophosphorescent organic light-emitting diodes ( OLEDs ) were demonstrated with the emissive layer of bis ( 3 ,5-difluoro-2-( 2-pyridyl ) phenyl-( 2-carboxypyridyl ) iridium III ( Firpic) doped into the various host materials .The host material consisted of either hole-transport-type host material,4,4′,4″-Tris(carbazol-9-yl)triphenylamine (TcTa) or electron-transport-type host material,1,3,5-tri ( m-pyrid-3-yl-phenyl ) benzene ) ( TmPyPB ) .The device with TcTa host exhibited higher photoelectric performance than that one of TmPyPB host .The maximumluminance ,current efficiency and power efficiency reached 5 536cd/m2 ,12.8 cd/A and 8.0 lm/W,respectively.The difference in performance of OLED with TcTa host was due to the improvement of the charge carrier injection and transport balance in the emissive layer.【期刊名称】《吉林师范大学学报(自然科学版)》【年(卷),期】2016(037)003【总页数】4页(P27-30)【关键词】有机电致发光;磷光;蓝光;主体材料【作者】汪津;杨珊珊;高迪;江海鹏;关宇;姜文龙【作者单位】吉林师范大学功能材料物理与化学教育部重点实验室,吉林长春130103; 吉林师范大学信息技术学院,吉林四平136000;吉林师范大学功能材料物理与化学教育部重点实验室,吉林长春130103; 吉林师范大学信息技术学院,吉林四平136000;吉林师范大学功能材料物理与化学教育部重点实验室,吉林长春130103; 吉林师范大学信息技术学院,吉林四平136000;吉林师范大学功能材料物理与化学教育部重点实验室,吉林长春130103; 吉林师范大学信息技术学院,吉林四平136000;吉林师范大学功能材料物理与化学教育部重点实验室,吉林长春130103; 吉林师范大学信息技术学院,吉林四平136000;吉林师范大学功能材料物理与化学教育部重点实验室,吉林长春130103; 吉林师范大学信息技术学院,吉林四平136000【正文语种】中文【中图分类】TN383有机电致发光器件(OLEDs)在诸如平板显示和固态照明等领域的广阔应用前景,引起了人们浓厚的研究兴趣[1-4].尽管部分OLEDs产品已在移动终端、平板电视等领域投入商用,但OLEDs的效率、寿命等问题仍是制约其大规模应用的瓶颈之一.获得高效率OLEDs的一个有效方法是利用磷光染料同时具有单线态和三线态激子的优点制备高效率有机磷光器件(PhOLEDs)[5].在报道的磷光器件中,高效率的红光和绿光器件已能够实现100%的内量子效率,基本满足产业化的需要[6-7].但是,蓝色PhOLEDs的发光效率仍然较低,制约了白色有机发光器件性能的进一步提高. 近年来,蓝色有机磷光染料的研究取得了较大进展,但比较成熟的磷光染料还比较少.Bis(3,5-difluoro-2-(2-pyridyl)phenyl-(2-carboxypyridyl)iridium III (Firpic)是光电性能较优异的蓝色磷光染料,人们利用该材料通过器件结构设计和优化制备了一系列高效率的蓝色有机磷光器件[8-10].由于Firpic的三线态能量(~2.62 eV)较高,一般要求其掺杂的主体材料应具有较高的三线态能量,才能实现从主体到客体材料的有效能量传递过程,减少从主体到客体材料的能量损失.此外,发光层主体的传输特性以及与传输层的能级匹配等也是影响器件光电性能的重要因素.因此,Firpic掺杂体系中主体材料的选择尤为重要.本文分别采用高三线态能量的空穴传输材料4,4′,4″ -Tris(carbazol-9-yl)triphenylamine (TcTa)和电子传输材料1,3,5-tri[(3-pyridyl)-phen-3-yl]benzene (TmPyPb)作为Firpic的主体材料制备了一组蓝色有机磷光器件,研究了相同掺杂浓度的Firpic掺入不同主体材料对器件光电性能的影响.在相同实验条件下,采用磷光染料Firpic为客体,分别以空穴传输材料TcTa和电子传输材料TmPyPB作为主体材料制备了蓝色有机磷光器件.器件结构如下:器件A:ITO/N,N′-Bis(naphthalen-1-yl)-N,N′-bis(phenyl)-benzidine (NPB):20%MoO3(30 nm)/NPB(20 nm)/TcTa(5 nm)/TcTa:6%Firpic (15nm)/TmPyPB (40 nm)/LiF(0.8 nm)/Al;器件B:ITO/NPB:20%MoO3(30 nm)/NPB (20 nm)/TcTa (20nm)/TmPyPB:6%Firpic (15 nm)/TmPyPB (30 nm)/ LiF (0.8 nm)/A.其中,器件中NPB:MoO3和NPB薄层作为空穴传输层,TcTa作为电子阻挡层和激子阻挡层,TmPyPB作为电子传输层,LiF/Al为复合阴极.ITO基底依次分别经由丙酮、乙醇、去离子水超声清洗10 min,并在140 ℃的干燥箱中干燥20 min.将预处理后的ITO置入真空度优于5×10-4 Pa的有机室中.器件有机层的蒸镀速率约为0.1 nm/s,电子注入层LiF的蒸镀速率约为0.01 nm/s.之后覆盖掩膜版并移至蒸铝室中蒸镀阴极Al,室内真空度优于5×10-3 Pa.实验中通过石英晶体膜厚仪在线监测有机层及LiF层的厚度.器件的发光面积约为2 mm×2 mm.由计算机软件联机控制的吉时利电源(Keithley 2400)和光谱扫描光度计 (PhotoResearchPR655)所构成的OLEDs光电性能综合测量系统对器件的发光亮度-电压-电流密度、发光光谱等进行测试.实验所有测量均在室温、大气环境下进行.实验中制备的器件A、B发光层中主体材料TcTa、TmPyPB,客体材料Firpic的化学结构和能级结构如图1所示.图2为器件A、B的归一化电致发光光谱.两个器件发光光谱的主发光峰均位于472 nm处,并在492和536 nm处伴随有肩峰,为发光层客体材料Firpic的特征发光峰.通过图1中发光层主体材料和客体材料的能级结构可知,器件A、B发光层主体材料TcTa和TmPyPB的三线态能量分别为2.85 eV和2.78 eV,均高于Firpic的三线态能量,表明被激发的主体材料的三线态能量可有效传递给客体材料,形成Firpic三线态激子辐射发光.另外,图2插图为器件A、B在380~450 nm范围的发光光谱.两个器件发光光谱在深蓝光区域均呈现较弱的TcTa发射峰,主要是由于部分电子注入到非掺杂的TcTa层导致的结果[11].器件A、B发光层分别为主体材料空穴传输材料TcTa和电子传输材料TmPyPB,使器件A的激子复合区域靠近电子传输层一侧,而器件B的激子复合区域靠近空穴传输层一侧,导致器件B中有较多的电子传输至空穴传输层TcTa.因此,器件B较之器件A在深蓝光区域的相对发射强度较强.从图3中器件A、B的发光亮度-电压-电流密度关系特性曲线可以看出,在相同电压下发光层主体为TcTa的器件A表现出较高的发光亮度和电流密度.器件A、B的最大发光亮度分别为5 536 cd/m2和1 920 cd/m2,启亮电压(亮度为1 cd/m2时器件的驱动电压)分别为4.1 V和4.7 V.发光亮度为1 000 cd/m2时,器件A、B对应的驱动电压分别为6.9 V和8.0 V.器件A相对较大的电流密度和较低的驱动电压表明电子、空穴能够有效地分别从电子传输层TmPyPB、空穴传输层TcTa注入和传输至器件A发光层.由于Firpic是典型的电子传输型发光染料[12],相比于TcTa:Firpic掺杂结构的发光层,空穴在TmPyPB:Firpic结构的发光层注入和传输相对较难.因此,以TcTa为发光层主体的器件A呈现出较大电流密度和较低的电压.图4为两个器件的电流效率-发光亮度-功率效率关系特性曲线.TcTa为发光层主体的器件A的电流效率和功率效率明显优于以TmPyPB为主体的器件B.器件A、B 的最大电流效率分别为12.8 cd/A和7.7 cd/A,最大功率效率分别为8.0 lm/W 和4.1 lm/W,对应发光亮度分别为23 cd/m2 和60 cd/m2.TcTa:Firpic掺杂结构中主体TcTa和客体Firpic分别具有较好的空穴传输和电子传输能力,而TmPyPB:Firpic掺杂结构中的主体和客体材料均具有较好的电子传输能力.因此,载流子在器件A的发光层中注入和传输相对于器件B较为平衡,使其获得了较好的光电性能.当发光亮度从100 cd/m2增加到1 000 cd/m2时,器件A的功率效率从7.1 lm/W降至5.1 lm/W,衰降了38%,器件的B功率效率从5.1 lm/W降至3.8 lm/W,衰降了47%.分别采用空穴传输材料TcTa和电子传输材料TmPyPB作为蓝色磷光掺杂剂Firpic 的主体,制备了高效蓝色磷光有机发光器件.由于发光层相对平衡的载流子注入和传输,使TcTa为主体的器件表现出较优的光电性能.该器件的最大发光亮度为5 536 cd/m2;发光亮度为1 000 cd/m2时,对应的驱动电压分别为6.9 V;其最大电流效率和功率效率分别为12.8 cd/A和8.0 lm/W.【相关文献】[1]SUN Y R,GIEBINK N C,KANNO H,et al.Management of singlet and triplet excitons for efficient white organic light-emitting devices[J].Nature,2006,440 (7086):908-912.[2]REINEKE S,LINDNER F,SCHWARTZ G,et al.White organic light-emitting diodes with fluorescent tube efficiency[J].Nature,2009,459(7244):234-238.[3]TYAN Y anic light-emitting-diode lighting overview[J].J PhotonEnergy,2011,1(1):011009-1-011009-15.[4]ZHANG Q,LI B,HUANG S,et al.Efficient blue organic light-emitting diodes employing thermally activated delayed fluorescence[J].Nat Photon,2014,8(4):326-332.[5]BALDO M A,O′BR IEN D F,YOU Y,et al.Highly efficient phosphorescent emission from organic electroluminescent devices[J].Nature,1998,395(6698):151-154.[6]ADACHI C,BALDO M A,Thompson M E,et al.Nearly 100% internal phosphorescence efficiency in an organic light-emitting device[J].J Appl Phys,2001,90(10):5048-5051. [7]WANG Q,DING J Q,MA D G,et al.Harvesting excitons via two parallel channels for efficient white organic LEDs with nearly 100% internal quantum efficiency:fabrication and emission-mechanism analysis[J].Adv Funct Mater,2009,19(1):84-95.[8]CHEN Y,CHEN J,ZHAO Y,et al.High efficiency blue phosphorescent organic light-emitting diode based on blend of hole- and electron-transporting materials as a co-host[J].Appl Phys Lett,2012,100(21):213301-213303.[9]LEE S,TANG C W,ROTHBERG L J.Effects of mixed host spatial distribution on the efficiency of blue phosphorescent organic light-emitting diodes[J].Appl PhysLett,2012,101(4):043303-043305.[10]KNAUER K A,NAJAFABADI E,HASKE W,et al.Inverted top-emitting blue electrophosphorescent organic light-emitting diodes with high current efficacy[J].Appl Phys Lett,2012,101(10):103304-103306.[11]ZHAO Y B,CHEN J S,MA D G.Realization of high efficiency orange and white organic light emitting diodes by introducing an ultra-thin undoped orange emitting layer[J].Appl Phys Lett,2011,99(16):163303-163305.[12]SU S J,GONMORI E,SASABE H,et al.Highly efficient organic blue-and white-light-emitting devices having a carrier-and exciton-confining structure for reduced efficiency roll-off[J].Adv Mater,2008,20(21):4189-4194.。
OLED材料的及发光材料研究现状存在问题与解决方案
OLED材料的及发光材料研究现状存在问题与解决方案OLED(Organic Light Emitting Diodes)是一种基于有机材料的发光技术,具有高亮度、高对比度、快速响应时间、广色域和超薄柔性等特点,并且可应用于显示屏幕、照明和生物医学等领域。
在OLED技术发展的过程中,发光材料起到了关键作用。
当前,OLED材料的研究主要集中在两个方面:荧光材料和磷光材料。
荧光材料通过荧光分子的激发发光实现,其主要特点是色纯度高、效率高。
磷光材料则是通过电子从基态到激发态跃迁的方式来实现发光,其主要特点是发光波长范围广,可以实现全彩色显示。
然而,目前OLED材料仍然存在一些问题,如发光材料的光电转换效率低、使用寿命短、面板制造成本高以及环境稳定性差等。
这些问题限制了OLED技术的发展和应用。
针对存在的问题,研究者们提出了一些解决方案。
首先,在研究发光材料时,可以针对优化材料的分子结构和光物理特性,以提高光电转换效率。
例如,通过设计和合成分子结构,改变电子和空穴的传输特性,使电子和空穴更易于注入到发光层,并提高光子产生的效率。
其次,为了提高使用寿命,研究者们致力于寻找更稳定的材料。
例如,引入有机小分子材料或无机纳米材料作为增强材料,改善有机材料的稳定性和抗衰减性能。
此外,减少OLED面板制造成本也是一个重要的课题。
当前,OLED面板制造的主要成本源于材料和设备。
因此,降低OLED材料的价格和改进OLED制造设备的制备过程是解决这一问题的关键。
研究者们通过改进合成方法、降低原材料成本和提高设备的生产效率来实现降低成本。
最后,为了提高OLED材料的环境稳定性,研究者们在材料的设计和工艺方面进行了大量研究。
例如,引入稳定性较好的有机材料或无机材料,以提高OLED材料的耐热性和光稳定性。
此外,通过改变器件结构和屏蔽杂质等方式,还可以减少氧气和水汽对材料的影响。
综上所述,虽然OLED材料在发光效率、使用寿命、制造成本和环境稳定性等方面存在一些问题,但已经有了一些解决方案。
不同空穴阻挡材料对白色OLED性能的影响
关 键 词 : 色有 机 电致 发 光器 件 ; 穴 阻挡 材 料 ; 率 白 空 效 中 图分 类 号 : N3 3 T 8 文献 标 识 码 : A 文章 编 号 : 0 0 3 1 ( 0 8 0 — 2 — 4 c ewe n Al3 n VBia e , h x mu Imio sef in y o h e ie r . 2c / a e b t e q dDP a y r t ema i m u n u fi e c ft ed vc sa e 9 7 d l c A n 2 2 d A ( ,rs e tv l.Th e ut e n tae t a e f r n e fWOI a d 1 . 1c / 9V) e p ciey er s lsd mo sr t h tp ro ma c so EDS
Ab t a t:W e ha e f b ia e ie o g ni i ht e t i g d v c s ( OIEDs u i g Al 3 sr c v a rc t d wh t r a c lg - mitn e ie W ) sn q
.
TPBia nd BCP s dif r n lc r — r n p r i g a l — l c n a e i l a fe e t ee ton t a s o tn nd ho e b o ki g m t ra s,r s e tv l Th e p c ie y. e
r s ls s o t a h e ie u i g 3 m q se e t o —r n p r i g l y r ( e u t h w h tt e d v c sn 0 n Al 3 l c r n ta s o tn a e ETI )o l a h a ny h st e
掺杂不同一维纳米材料的空穴缓冲层对有机电致发光器件性能的影响
摘 要 对一维纳米材料在空穴缓 冲层 P ] ) EX T中的作用 进行 了研究 。 光致发光表 明在 P D T 中掺杂一维 EO 纳米材料( 二氧化钛纳米管 和氧化锌 纳米棒) 以提 高双层样 品 P D[ / H— P 的发光 效率 。拉 曼光谱 可 E ) ME P V T 的结果说明正是 由于~维纳 米材料 与 P D T之间存在 的强相互 作用 , EO 才减少 了 P D T ME P 界面 E 0 / H PV 上猝灭发光 的缺陷态 的产 生 在以 ME —P H P V作为发 光层 的聚合物 电致发光 器件 中, P I) 在 EX T中掺杂二 氧化钛纳米管和氧化锌纳米棒后 , 器件的最大效率分别提高了 2 和 25 。 倍 .倍 主题词 一维纳米材料 ; 空穴缓冲层 ; 掺杂 中图分类号 : TN3 3 1 8 . 文献标识码 :A
材料 沉淀 , Ⅱ) T及掺 杂一 维纳 米 材料 的 P I) 在空 气 P 0 EX T
气氛下以 30 0r mi 的转速 甩涂 在清洁 的 I O 衬底 上。 0 ・ n T 在空穴缓冲层之上 ,以 20 0r ai 的速度甩涂 聚合 物发 0 ・r n
随着一维纳米材料制备技术的发展, 其独特的物理化学
来说 , 一方面可以使 用电子或空穴的缓冲层控制 载流子 的注 入, 从而达到提高器 件效率 的 目的; 另一方 面也可 以通过增 大激 子的复合效率来增 加器 件 的效率 。 Ⅱ)T作 为一种导 P ( )
l 实 验
二氧化钛纳米 管和氧化锌纳米棒 的详细制备过程见 文献
[1 2 。 1 ,1] 二氧 化钛纳米 管的 内外径 分别 为 5 m 和 9 ~7n ~ 儿n m。长度 约为 1 0n 氧化 锌纳米 棒 的直径 和长度 分别 0 m。 为5 O和 l 0 m。P I T: S 0r 0 i E ̄ P S作 为空穴 缓 冲层 夹在 阳极 和发光层 ME P V之 问。在 P D H— P E OT 中掺 杂重 量 比为 l 的二 氧化钛纳米管 和氧化锌 纳米棒 。 配溶液先超声 5mi, 所 n 然后 静置 1 n 0mi。静置后 的 P D ) 中,有 少量 的一维 纳米 E( T
主客体掺杂结构的磷光OLED发光特性研究的开题报告
主客体掺杂结构的磷光OLED发光特性研究的开题报告一、研究背景随着有机发光二极管(OLED)技术的发展,其在显示和照明领域的应用越来越广泛。
OLED的发光机理是通过有机材料在电压作用下发生复合,产生发光,并且其色彩鲜艳、亮度高、能耗低等优点也是成为了其广泛应用的重要原因。
同时,OLED也具备着可塑性和柔性等特性,在未来的应用场景中,其有着巨大的潜力。
然而,目前OLED在研究和应用中还存在一些问题,其中最常见的是器件效率和寿命的问题。
针对这些问题,研究人员通过掺杂不同的材料进入OLED中来提高器件的发光效率和寿命,并且掺入材料的种类和浓度也可以影响OLED的发光性能。
其中,主客体掺杂结构的OLED成为了研究的热点之一。
二、研究内容和意义本文将研究主客体掺杂结构的磷光OLED的发光特性。
其中,主客体掺杂结构是指在有机发光材料中添加主体和客体两种材料,其中主要作用是通过能级分布和能量传递来提高OLED的发光效率和色纯度等性能。
在该结构下,不仅可以控制器件的发光色彩,还能提高器件的寿命和效率。
通过对主客体掺杂结构磷光OLED的研究,可以探究其发光特性和机理,为优化OLED的设计和制备提供理论和实验基础。
同时,研究主客体掺杂结构也有助于极大地提升OLED在实际应用中的性能和表现,推进其在显示和照明领域的应用。
三、研究思路和方法在本研究中,将采用化学合成、器件制备和光电性能测试等方法进行研究。
主要步骤包括以下几个方面:1. 合成主客体材料。
在研究中将使用TCTA作为主体材料,通过掺入不同的客体材料来制备主客体结构的材料。
2. 制备OLED器件。
将制备好的主客体材料溶液的电子传输层、发光层和阳极等材料均匀地涂覆在基底上,制备成OLED器件。
3. 测量器件的发光特性。
通过测量OLED器件的光电性能,如电流密度、光谱和发光时效等指标来探究主客体掺杂结构对于OLED的影响。
四、预期结果本研究主要预期结果如下:1. 制备出不同浓度、不同种类主客体掺杂结构的材料。
超薄发光层的高效蓝色荧光有机电致发光器件
第30卷第8期2016年8月白城师范学院学报Journal of Baicheng Normal University Vol.30,No.8Aug.,2016超薄发光层的高效蓝色荧光有机电致发光器件王双,汪津(吉林师范大学博达学院,吉林四平136000)摘要:分别采用MoO 3为空穴注入材料,NPB 为空穴传输材料,TPBI 为空穴阻挡材料,制备了结构为ITO /MoO 3/TCTA /DOPPP /TPBI /LiF /Al 的蓝色有机电致发光器件.讨论了改变发光层厚度和空穴传输层对器件发光特性的影响.当在MoO 3和TCTA 间插入NPB ,同时发光层厚度为1nm 时器件的性能最好.在电压为14.5V ,电流密度为330mA /cm 2时,亮度达到最大为10110cd /m 2,CIE 色坐标为(0.154,0.151).在电压为13.5V ,电流密度为168mA /cm 2时,器件的最大电流效率为3.55cd /A ,CIE 色坐标为(0.152,0.144).关键词:有机电致发光器件;超薄层;蓝光中图分类号:TN383.1文献标识码:A 文章编号:1673-3118(2016)08-0031-05收稿日期:2016-06-13作者简介:王双(1987———),女,助教,硕士,研究方向:有机电致发光器件.1引言自从1987年,Tang 和VanSlyke 报道了高效小分子OLED 器件,[1]有机电致发光器件在全色平板显示和区域照明领域的研究备受人们关注,并且取得了飞速的发展.[2-4]其研究的目标之一就是实现全色显示,其中蓝色不仅是实现全色显示必备三基色之一,而且在白光固态照明领域也有极其重要的应用.近来虽然利用磷光染料制备蓝光器件的效率高于荧光染料,但是荧光染料凭借其器件的稳定性和长的使用寿命仍具有着重要的研究意义.因此,实现高效率且性能稳定的蓝光器件尤为关键.[5]近年来,关于深蓝色、高效率且长寿命的OLED 的报道很少,[6-7]部分报道采用掺杂系统来改善蓝光OLED 器件性能,[8-9]但是掺杂浓度的精确控制[10]和制备成本的升高都给OLED 大规模产业化带来了很大的困难.所以,高性能非掺杂蓝光器件的制备[11]引起了人们的关注.本文采用非掺杂蓝色荧光材料作为超薄发光层,通过调节超薄发光层厚度和优化空穴传输层的方法,制备出性能较好的蓝色荧光小分子OLED.2实验过程实验中采用MoO 3做空穴注入层,N 、N _-di (naphthalene -1yl )-N 、N _-dipheny -l benzidine (NPB )和4,4’,4’’-tris (N -carbazolyl )triphenylamine (TCTA )做空穴传输层,1,3,5-tris (N -phenyl-benzimidizol -2-yl )benzene (TPBI )为空穴阻挡层.1-(2,5-dimethoxy -4-(1-pyrenyl )-phenyl )py-rene (DOPPP )为蓝色发光层.以上使用的化学材料的结构式列于图1.ITO 玻璃基片(20Ω/sq )经过丙酮、乙醇、去离子水超声清洗三遍,然后置110ħ干燥箱中15min ,最后放入多源有机分子气相沉积系统的腔室内,有机层蒸镀过程中,腔内真空度始终保持在5ˑ10-4Pa 左右同时将蒸镀速率稳定在0.1nm /s.蒸镀无机LiF 层时,蒸镀速率控制在0.01nm /s ,最后在1nm /s 的速率下覆盖阴极Al.蒸镀过程中各功能层的厚度是采用FTM -V 型石英晶体膜厚监测仪进行同步监测.器件的有效发光面积约为4mm 2,通过计算机控制的Keithley2400和PR655所构成的测试系统对器件的亮度、电流、电压,电致发光光谱,色度进行测量.所13有的测量均在室温(300K )条件大气环境中进行.图1所用的化学材料结构式3结果分析为了考察DOPPP 超薄层的厚度对器件性能的影响,制作了A 、B 、C 三个器件,其结构为ITO /MoO 3(10nm )/TCTA (40nm )/DOPPP (xnm )/TPBI (40nm )/LiF (0.6nm )/Al.(器件A ,x =0.5nm ;器件B ,x =1nm ;器件C ,x =2nm ).器件A -C 的EL 特性显示在表一中.其中CIE 坐标是对应最大效率时的色坐标.表1器件A -E 致电发光器件光谱波长(nm )最大电流效率(cd /A )最大发光亮度(cd /m 2)CIE 色坐标(x ,y )A4602.295215(0.139,0.136)B4602.576096(0.150,0.149)C4682.616241(0.154,0.155)D4682.023739(0.153,0.180)E 4603.5510110(0.152,0.145)A :ITO /MoO 3(10nm )/TCTA (40nm )/DOPPP (0.5nm )/TPBI (30nm )/LiF (0.6nm )/Al (100nm )B :ITO /MoO 3(10nm )/TCTA (40nm )/DOPPP (1nm )/TPBI (30nm )/LiF (0.6nm )/Al (100nm )C :ITO /MoO 3(10nm )/TCTA (40nm )/DOPPP (2nm )/TPBI (30nm )/LiF (0.6nm )/Al (100nm )D :ITO /MoO 3(10nm )/TCTA (40nm )/DOPPP (1nm )/TPBI (50nm )/LiF (0.6nm )/Al (100nm )E :ITO /MoO 3(10nm )/NPB (50nm )/TCTA (10nm )/DOPPP (1nm )/TPBI (30nm )/LiF (0.6nm )/Al (100nm )从表1中可以看出,当DOPPP 的厚度从0.5nm 增加到2nm 时,器件的发光峰从460nm 移到了468nm ;器件的最大效率从2.29cd /A 上升到了2.61cd /A.从表中还可以看到,器件A 和器件B 虽然在亮度、效率等性能上不如器件C ,但是蓝光色度却比器件C 好.综合考虑,我们认为器件B 的效果比较理想,其色度坐标(0.150,0.149),而且效率在11.5V 时达到2.57cd /A ,在14.5V 时亮度最高为6096cd /m 2.所以下面的实验我们把DOPPP 薄层的厚度固定在1nm.为了更利于与常规器件进行对比并且进一步改善器件的性能,在前面实验的基础上,调整了电子传输层的厚度,TPBI 由30nm 增加至50nm (器件D ).在电子传输层不变的情况下,调整了空穴传输层的厚度和结构,由于空穴传输材料NPB 的HOMO 能级比TCTA 的HOMO 能级高出0.2eV (如图2所示),因此更利于空穴的注入,所以我们将NPB (50nm )插入MoO 3和TCTA (10nm )之间制备了器件E.图3为器件A -E 在20mA /cm 2电流密度时的归一化电致发光光谱图.从图上可以看出器件A -E 的发射峰值波长约为460nm ,主要来自于蓝光材料DOPPP 的发射,由于器件的发光层为超薄层器件,形成激子的能量高,所以器件色度较好.特别是器件A ,效率为2.29cd /A 时CIE 坐标为(0.139,0.136).在整个电压的范围内,其它器件的CIE 坐标稳定在x =0.16,y =0.16附近,处于蓝光中心区域.23白城师范学院学报第30卷第8期图2器件所用材料的能带结构示意图图3器件A -E 在20mA /cm 2电流密度时的归一化电致发光光谱图图4为A -E 电流密度随电压变化曲线.由图可以看出,低电压时,有机材料中由于本征激发所产生的载流子足以满足器件所需电流,流经器件的电流受电极注入电流限制,所以在小于10V 时几乎没有变化,10V 后有明显增加,在10 15V 间成线性曲线.相同电压下,器件D 的电流密度明显低于其它器件的电流密度,可能由于器件D 中TPBI 的厚度增加导致电子传输受阻,从而减少了电子在发光层LUMO 能级上的数量.从能级结构图可以看出,器件E 在MoO 3与TCTA 层之间插入一个空穴传输层NPB ,在MoO 3和NPB 界面存在一个很小的注入势垒,导致从MoO 3到NPB 有更强的空穴注入能力,使从阳极注入的空穴更容易到达发光层,同时TPBI 的HOMO 能极为6.3eV ,而DOPPP 的为5.9eV ,两者相差0.4eV ,可有效地阻挡空穴穿过界面,从而提高器件的发光效率同时降低器件的开启电压.图5为器件亮度-电压特性曲线,伴随驱动电压逐渐的增加,器件的亮度也随之增大,器件A -E ,在10 14V 区间,曲线保持较好的线性;在14 15V 区间,曲线斜率变小,表明器件发光有饱和的趋势.器件E 在整个坐标范围内的亮度都远远高于其它器件,在整个测试过程中,可以观察到器件发出稳定而明亮的蓝光.驱动电压为14.5V 时,器件E 的最高亮度为10110cd /m 2.33超薄发光层的高效蓝色荧光有机电致发光器件图4器件A -E 电流密度-电压变化曲线图5器件亮度-电压变化特性曲线图6器件电流效率-电流密度的变化曲线图6是器件电流效率-电流密度的曲线.超薄发光层的厚度为1nm 和2nm 的器件B 和器件C 的效率分别为2.57cd /A 和2.61cd /A 高于器件A 的效率(2.29cd /A ),而器件D 的效率(2.02cd /A )最低.图中器件E 的效率(3.55cd /A )明显高于其它器件的效率.该现象说明,器件中恰当的选取载流子传输材料和调节发光超薄层的厚度,能够使更多的载流子到达发光层形成激子,从而提高器件的效率.4结论我们通过调节发光层厚度和改变空穴传输层的方法,制备了发光效率较高且色度较好的有机电致蓝光器件.器件结构为ITO /MoO 3/TCTA /DOPPP /TPBI /LiF /Al ,当在MoO 3和TCTA 间插入NPB ,同时选取发光层厚度为1nm 时器件的性能最好.在电压为14.5V ,电流密度为330mA /cm 2时,亮度达到最大为10110cd /m 2,CIE 色坐标为(0.154,0.151).在电压为13.5V ,电流密度为168mA /cm 2时,器件的最大电流效率为3.55cd /A ,CIE 色坐标为(0.152,0.144).43白城师范学院学报第30卷第8期超薄发光层的高效蓝色荧光有机电致发光器件参考文献:[1]Tang,C.W.&S.A.Van Slyke.Organic Electroluminescent Diodes[J].Appl.Phys.Lett.,1987,51(12):913-915.[2]Jianmin Shi and C.W.Tang Doped Organic Electroluminescent Devices with Improvedstability.[J].Appl.Phys Lett.,1997(70):1665.[3]R.S.Deshpande,V.Bulovic,and S.R.Forrest,White-light-emitting Organicelectroluminescent Devices Based on Interlayer Sequential en-ergy Transfer.[J].Appl.Phys.Lett.,1999(75):888.[4]Y.Kawamura,S.Yanagida and S.R.Forrest,Energy Transfer in Polymerelectrophosphorescent Light Emitting Devices with Single and Multiple Dopedluminescent Layers,[J].Appl.Phys.Lett.,2002(92):87.[5]S.Jianmin,F.Eric,M.David,C.Dave,M.B.Steve,D.Kenneth,S.Bipin,D.C.Neckers,61.4:Anthanthrene Derivatives for Stable Blue-Emitting Organic Electroluminescent Devices[J].SID Symposium Digest of Technical Papers,2005,36(1):1760-1763.[6]Lee,M.T.&H.-H.Chen.et al.Stable styrylamine-doped blue organic electroluminescent device based on2-methyl-9,10-di(2-naph-thyl)anthracene[J].Appl.Phys.Lett.,2004(85):3301.[7]Lee,M.-T.&C.H.Chen.et al.Proceedings of the Society For Information Display,[J].Seattle,Washington,2004(5):23-28.[8]Ho,M.H.&C.H.Chen.et al.Efficient deep blue emitters for organic electroluminescent diodes[J].Appl.Phys.Lett.,2007,91(8):3515.[9]Wang,J.&Y.Zhao.et al.High-efficiency blue fluorescence organic light-emitting diodes with DPVBi inserted in the doping emmision layer [J].Acta Phys.Sin.,2011,60(10):7203-7208.[10]W.C.Wu,H.C.Yeh,L.H.Chan,C.T.Chen,Red organic light-emitting diodes with a non-doping amorphous red emitter[J].Adv.Mater.,2002,14(15):1072-1075.[11]Zhang,T.&J.Wang.et al.High-Efficiency Nondoped Blue Organic Light-Emitting Device withReduced EfficiencyRoll-Off[J].Phys.Chem.C.,2010(114):4186-4189.Ultra-thin light emitting layer of efficient bluefluorescent organic electroluminescent devicesWANG Shuang,WANG jin(Boda College of Jilin Normal University,Siping136000,China)as hole injection material,NPB as hole transport material,TPBI as hole blocking ma-Abstract:Usin MoO3terial,respectively.The device structure is ITO/MoO/TCTA/DOPPP/TPBI/LiF/Al.We study the effect that3changing the thickness of the emitting layer and the hole transport layer.We achieve a better performance of the device which the thickness of the emissive layer is1nm when inserting NPB between MoOand TCTA.A maxi-3mum luminance of10110cd/cm2and330mA/cm2at14.5V with a saturated blue CIE color coordinate of (0.154,0.151)and a maximum current efficiency of3.55cd/A and168mA/cm2at13.5V with a saturated blue CIE color coordinate of(0.152,0.144)have been achieved.Key Words:organic light emitting devices;thin layer;blue light责任编辑:王丽萍53。
主客体掺杂和空穴阻挡对蓝色磷光OLED发光性能的影响研究
主客体掺杂和空穴阻挡对蓝色磷光OL ED发光性能的影响研究3杨少鹏,居秀琴,赵方超,邱晓丽,王利顺,刘素玲(河北大学物理科学与技术学院,河北保定071002)摘 要: 以铱配合物蓝色磷光材料Firpic作为掺杂剂,制备了基于CB P为主体的蓝色有机电致发光器件,其结构为ITO/CuPc/FIrpic∶CB P(x%)/BCP/ Alq3/Li F/Al,其中x%为发光层主客体掺杂浓度。
分别研究了主客体掺杂浓度和空穴阻挡层BCP的厚度对器件发光性能的影响,当掺杂浓度为8%时,主客体间的能量传转移最充分,器件的启亮电压为5V,器件在20V时的亮度为7122.25cd/m2。
器件电致发光(EL)光谱出现明显的红移现象,为Alq3部分参与了发光,影响了发光的色纯度,改变BCP的厚度,可以调节载流子复合区域和器件发光的色度坐标,达到改善器件发光性能的目的。
关键词: 有机电致发光器件;掺杂;空穴阻挡层;发光性能中图分类号: TN383.1文献标识码:A 文章编号:100129731(2009)09214222031 引 言有机电致发光器件(OL ED)由于主动发光、响应速度快、电压驱动低、色彩鲜艳等优点,具有广阔的应用前景,成为近年来研究的热点[1~3]。
在有机电致发光过程中,电子和空穴分别从阴极和阳极非成对注入形成激子,同时产生自旋成对的三重态和自旋平行的单重态。
在通常的情况下,只有单重态的激子在纳秒范围内产生辐射跃迁发出电致荧光;而大多数有机分子的三重态激子的辐射跃迁是禁阻的,对电致发光的贡献很小,其能量绝大部分以热的形式损失掉了。
三重态激子产生的几率为单重态的3倍,所以一般的OL ED只能利用单重激发态产生荧光,内量子效率最大为25%,其余75%的相应能量没有被利用,以铂、铱、锇[4~7]等重金属为代表的一类配合物由于强自旋轨道耦合,使三线态激子发出磷光,大大提高了有机电致发光器件的效率。
蓝色有机电致发光是全彩色显示的重要组成部分,但相对于绿光来说,蓝光器件的性能与实际应用还有一定的差距,蓝光器件的研究一直处于相对落后的状态。
利用掺杂技术提高OLED性能及白光OLED色度改善的理论研究
利用掺杂技术提高OLED性能及白光OLED色度改善的理论研究有机电致发光器件(Organic light-emitting device,OLED)由于具有视角宽、功耗低、材料来源广泛、可大面积柔性显示、绿色环保等众多特点,成为近年来平板显示及固体照明技术研究中的一个热点。
有机材料的特征之一是载流子的迁移率都普遍很低,采用掺杂技术可以大大地提高有机材料的迁移率,降低OLED的驱动电压。
除此之外,在生活水平日益提升的今天,人类对光源的要求不再只是单纯地追求亮度,照明光源对人类生理的影响也越来越受到重视。
本论文研究了掺杂技术对OLED性能的影响,同时通过对白光OLED在室内照明领域的现状和问题的分析,对如何改善白光OLED的色度进行了理论研究。
论文主要内容包括以下几个方面:1.基于绿色磷光材料Ir(ppy)3,对如何提高OLED的载流子注入和传输能力及器件性能进行了研究。
首先利用一种电子受体材料MoO3作为P型掺杂剂掺入到空穴传输材料TAPC中来提高OLED器件中空穴的注入和传输效率,制备出的器件可呈现出更高的电流密度以及亮度,当驱动电压为4 V时,亮度达到3999 cd/m2,是非掺杂器件的4.1倍以上。
接着利用CsN3作为N型掺杂剂掺入到电子传输材料BPhen中作为N型电子传输层,改善了器件的电子注入和传输能力,提高了器件的亮度和发光效率,同时器件的开启电压也得到降低。
器件的开启电压仅为2.41 V,在2.6 V的电压下达到最大电流效率54.77 cd/A以及最大功率效率66.12 lm/W,相对于非掺杂器件均有显著提高。
最后研究了一种新型有机N掺杂剂MeOPBI对器件性能的影响,结果显示Bphen:MeOPBI掺杂层的电子注入能力逊于传统的LiF-Al阴极,因此在使用MeOPBI作为N型掺杂剂时有必要在阴极前加上一层电子注入层,以进一步降低电子的注入势垒,获得更好的器件性能。
2.使用MATLAB编写了显色指数(Color Rendering Index,CRI)的计算程序,对多种三基色波长组合进行了CRI计算,设计得到了一个最优化的三基色低色温高显色性OLED光谱。
基于混合主体结构的溶液法制备的高效蓝色磷光OLED
基于混合主体结构的溶液法制备的高效蓝色磷光OLED王哲;武瑞霞;冯洋;刘华;周亮【期刊名称】《发光学报》【年(卷),期】2022(43)5【摘要】为了提高蓝色有机发光二极管的效率,本文借助溶液法采用TcTa和CzSi混合主体,制备了蓝色磷光有机发光二极管(PHOLEDs)。
此外,针对三种电子传输材料Tm3PyP26PyB、TmPyPB和TPBi进行了优选,以进一步优化器件的效率。
本文通过优化混合主体材料的掺杂比例和电子传输材料的选择,不断提高器件的效率。
最终,当TcTa∶CzSi的掺杂比为6∶1、电子传输层TPBi为70 nm时器件性能最优,其最大亮度(B_(max))、电流效率(CE_(max))、功率效率(PE_(max))和外量子效率(EQE_(max))分别为6662 cd·m^(-2)、39.40 cd·A^(-1)、23.33 lm·W^(-1)和19.7%。
此外,即使在1000 cd·m^(-2)的实际亮度下,电流效率和外量子效率仍高达33.43 cd·A^(-1)和16.7%。
【总页数】10页(P763-772)【作者】王哲;武瑞霞;冯洋;刘华;周亮【作者单位】中国科学院长春应用化学研究所稀土资源利用国家重点实验室;东北师范大学先进光电子功能材料研究中心【正文语种】中文【中图分类】TN383.1【相关文献】1.溶液法制备基于新型热交联主体材料OLED器件的研究2.基于mCP与UGH2为母体的双发光层高效率蓝色磷光OLED3.基于1,3,5-tri(9H-carbazol-9-yl)benzene 主体材料的高效蓝色电致磷光器件4.混合界面对溶液制备的磷光OLED器件性能的影响5.基于新型螺氧杂蒽主体的高效蓝色磷光有机发光二极管因版权原因,仅展示原文概要,查看原文内容请购买。
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主客体掺杂和空穴阻挡对蓝色磷光OL ED发光性能的影响研究3杨少鹏,居秀琴,赵方超,邱晓丽,王利顺,刘素玲(河北大学物理科学与技术学院,河北保定071002)摘 要: 以铱配合物蓝色磷光材料Firpic作为掺杂剂,制备了基于CB P为主体的蓝色有机电致发光器件,其结构为ITO/CuPc/FIrpic∶CB P(x%)/BCP/ Alq3/Li F/Al,其中x%为发光层主客体掺杂浓度。
分别研究了主客体掺杂浓度和空穴阻挡层BCP的厚度对器件发光性能的影响,当掺杂浓度为8%时,主客体间的能量传转移最充分,器件的启亮电压为5V,器件在20V时的亮度为7122.25cd/m2。
器件电致发光(EL)光谱出现明显的红移现象,为Alq3部分参与了发光,影响了发光的色纯度,改变BCP的厚度,可以调节载流子复合区域和器件发光的色度坐标,达到改善器件发光性能的目的。
关键词: 有机电致发光器件;掺杂;空穴阻挡层;发光性能中图分类号: TN383.1文献标识码:A 文章编号:100129731(2009)09214222031 引 言有机电致发光器件(OL ED)由于主动发光、响应速度快、电压驱动低、色彩鲜艳等优点,具有广阔的应用前景,成为近年来研究的热点[1~3]。
在有机电致发光过程中,电子和空穴分别从阴极和阳极非成对注入形成激子,同时产生自旋成对的三重态和自旋平行的单重态。
在通常的情况下,只有单重态的激子在纳秒范围内产生辐射跃迁发出电致荧光;而大多数有机分子的三重态激子的辐射跃迁是禁阻的,对电致发光的贡献很小,其能量绝大部分以热的形式损失掉了。
三重态激子产生的几率为单重态的3倍,所以一般的OL ED只能利用单重激发态产生荧光,内量子效率最大为25%,其余75%的相应能量没有被利用,以铂、铱、锇[4~7]等重金属为代表的一类配合物由于强自旋轨道耦合,使三线态激子发出磷光,大大提高了有机电致发光器件的效率。
蓝色有机电致发光是全彩色显示的重要组成部分,但相对于绿光来说,蓝光器件的性能与实际应用还有一定的差距,蓝光器件的研究一直处于相对落后的状态。
在一定程度上制约着全彩色OL ED显示的发展[8]。
因此,研究高性能蓝色发光材料和合理的器件结构,成为解决蓝色OL ED瓶颈的首要任务[9]。
为了有效地提高OL ED的性能,通常采用掺杂和空穴阻挡的方法[10,11],本文以蓝色磷光材料iridium (III)bis[(4,62difluorop henyl)2pyridinato2N,C2′]pico2 linate(FIrpic)作为掺杂剂,4,4′2bis(carbazol292yl)bi2 p henyl(CBP)为主体,采用了主客体掺杂体系作为发光层的多层器件结构,通过分别改变客体的掺杂浓度和空穴阻挡层BCP的厚度,分析了不同的主客体掺杂浓度和不同厚度的BCP对器件发光特性的影响。
2 实 验2.1 基片处理将附着ITO的玻璃基片用盐酸刻蚀,再用洗涤剂擦洗后经过去离子水、无水乙醇、丙酮等的超声波清洗几次,用高纯氮气吹干;再对清洗好的干燥的ITO表面进行等离子体处理10min。
2.2 OL ED制备实验中将FIrpic掺杂在主体CBP中作为发光层,制备的器件结构为ITO/CuPc/Firpic∶CB P(x%)/ BCP/Alq3/Li F/Al,其中x%为发光层掺杂浓度。
CuPc、2,92dimet hyl24,72dimet hyl21,102p henant hro2 line(BCP)、(82t ris2hydroxyquinoline aluminum)Alq3分别作为空穴注入层、空穴阻挡层和电子传输层,Li F/ Al为复合电极。
发光层是通过旋涂法成膜,其它有机层和阴极都是采用真空蒸镀的方法得到。
沉积过程中真空度维持在5×10-4左右。
膜沉积速度和膜厚由由F TM2V型膜厚检测仪。
器件的结构及发光层分子结构图如图1所示。
2.3 器件测试本文中的电致发光(EL)光谱及色度坐标都是利用Zolix公司生产的Omni2300型光栅光谱仪测得;器件的亮度2电流2电压(L2I2V)曲线和色度值是用Keit hly2400和PR650亮度计测得的。
所有的测试均在室温、大气条件下完成。
3 结果与讨论3.1 Firpic掺杂剂浓度对器件发光的影响以CB P为基质,制备了4种不同质量掺杂浓度(3%、5%、8%、10%)的器件,BCP的厚度统一为22412009年第9期(40)卷3基金项目:国家自然科学基金资助项目(60678006);河北省博士基金资助项目(06547002D24);河北省自然科学基金资助项目(E2007000196)收到初稿日期:2009201219收到修改稿日期:2009205218通讯作者:杨少鹏作者简介:杨少鹏 (1964-),男,河北保定人,教授,硕士生导师,主要从事有机光电子器件的研究。
6nm ,测得的EL 谱如图2所示。
这些光谱均覆盖了从450~650nm 的波长范围,其中有两个比较明显的主发光峰分别在475和505nm 左右,这是磷光掺杂剂Fir 2pic 的发光;CBP 在此作为主体材料,由于其禁带宽度比较宽,所以不容易被激发,而且CBP 的发射峰和Firpic 的吸收峰有很好的重叠,因此CB P 被激发出来的能量充分传递给了Firpic ,图2中看不到CB P 的发光。
随着Firpic 掺杂浓度增加,器件的发光峰出现稍微的红移,器件的色坐标向绿光方向偏移,原因是BCP 不能完全阻挡空穴向阴极方向扩散,Alq 3部分参与了发光。
图1 实验中器件的结构图及发光层分子结构图Fig 1Chemical st ruct ure of CB P ,FIrpic ,and configuration ofdevices图2 15V 电压下不同掺杂浓度的器件的EL 谱Fig 2EL spect ra of devices wit h different concent ra 2tions of Firpic at 15V 不同掺杂浓度下,器件的L 2V 曲线如图3所示。
结合EL 谱,可以看出掺杂浓度从3%~8%变化时,器件的发光亮度迅速增加,而从8%~10%变化时,器件的亮度降低。
经分析可知:当Firpic 的掺杂浓度为3%时,由于掺杂比例过小客体分子不能充分利用主体CB P 的能量,即能量转移不充分,导致蓝色发光峰很弱;随着浓度的增加,发光强度也随之增加,当掺杂浓度为8%时,器件的发光强度达到最高,说明此时的主客体间能量转移最充分;掺杂浓度为10%时,器件的发光强度降低,其原因是客体的掺杂浓度过高,分子聚集引起的相互作用导致三线态激子出现浓度猝灭。
图3 不同掺杂浓度下器件的L 2V 曲线Fig 3L 2V curves of devices wit h different concent ra 2tions of firpic3.2 空穴阻挡层BCP 的厚度对器件发光的影响由于Alq 3部分参与发光会影响器件发光的色纯度,不改变器件的结构和其它层的厚度,研究了主客体掺杂浓度为8%时,激子阻挡层BCP 的厚度对发光色纯度的影响,其结果如表1所示。
表1 不同BCP 厚度的器件编号及对应的色度坐标Table 1Serial number of devices wit h different t hick 2ness of BCP and t he corresponding CIE coor 2dinates 器件编号BCP 厚度(nm )色度坐标A 6(0.1812,0.3769)B 8(0.1686,0.3217)C 10(0.1671,0.2912) 图4、5为器件A 、B 、C 归一化的EL 谱和亮度2电压曲线。
当BCP 厚度为6nm 时,Alq 3参与发光的部分比较大,器件的发光亮度也最大,随着BCP 厚度的增加,器件的发光亮度降低,光谱向蓝光部分移动,色纯度明显得到提高,可见BCP 对空穴的阻挡作用是随着其厚度的增加而增加的,从能级方面考虑,由于空穴阻挡层BCP 的HOMO 能级为-6.7eV ,与CB P 形成0.5eV 的势垒,形成了载流子阻挡层,随着其厚度的增加,减少了空穴向阴极扩散,使载流子复合区域被很好地限制在了发光层内,减少了Alq 3部分参与发光。
图4 器件A 、B 、C 归一化的EL 谱Fig 4Normalized EL spect ra of devices A ,B and C3241杨少鹏等:主客体掺杂和空穴阻挡对蓝色磷光OL ED 发光性能的影响研究图5 器件A 、B 、C 归一化的亮度2电压曲线Fig 5Normalized bright ness 2V curves of devices A ,Band C 当BCP 厚度为10nm 时,器件发出色纯度较高的蓝光,改变驱动电压,观察不同电压下器件C 的EL 谱(见图6),可以发现,随着电压的升高,器件的EL 谱峰值没有发生红移或者蓝移,器件的蓝色发光性能比较稳定。
图6 器件C 在不同电压下的EL 谱Fig 6EL spectra of device C at different drive voltage4 结 论利用掺杂和空穴阻挡是提搞OL ED 发光性能的常用方法,制备了以铱配合物FIrpic 作为磷光掺杂剂的蓝色有机电致发光器件,分别研究了主客体掺杂浓度和空穴阻挡层BCP 的厚度对器件发光性能的影响,当掺杂浓度为8%时,器件的启亮电压为5V ,器件在20V 时的亮度为7122.25cd/m 2。
器件电致发光(EL )光谱出现明显的红移现象,为Alq 3部分参与了发光,影响了发光的色纯度,改变BCP 的厚度,可以调节载流子复合区域和器件发光的色度坐标,在主客体掺杂浓度为8%,BCP 厚度为10nm 的情况下,得到了发光性能稳定的蓝色有机电致发光器件。
参考文献:[1] Tang C W ,VanSlyke S A.[J ].Appl Phys Lett ,1987,51(12):9132915.[2] 杨 辉,王维洁,季静佳,等.[J ].人工晶体学报,2007,36(1):2262137.[3] Yang Y ,Chang S C.[J ].Appl Phys Lett ,2000,7(7):93629381.[4] BaldoM A ,O ′Brien D F ,Y ou Y ,et al.[J ].Nature ,1998,395(6698):1512154.[5] Adachi C ,Baldo M A ,Thomp son M E ,et al.[J ].J Ap 2pl Phys ,2001,90(10):504825051.[6] Ikai M ,Tokito S ,Sakamoto Y ,et al.[J ].Appl PhysLett ,2001,79(2):1562158.[7] Adachi C ,Baldo M A ,Forrest S R ,et al.[J ].ApplPhys Lett ,2001,78(11):162221624.[8] Liu S W ,Huang C A ,Lee J H ,et al.[J ].Thin SolidFilms ,2004,453:3122315.[9] 郑 亮,薛 唯,钟生东.[J ].现代显示,2002,(4):17222.[10] 廉 鹏,殷 涛,高 国,等.[J ].物理学报,2000,49(12):237422377.[11] Cui Bifeng ,Lian Peng ,Y in Tao ,et al.Cascaded Cou 2pled Large Optional Cavity Semiconductor Lasers[C].Bei 2jing :Proc Solid 2State and Integrated Circuit Technology ,2001.125521258.Influence of doping and hole 2blocking on the luminesent perform ance of blue OL EDYAN G Shao 2peng ,J U Xiu 2qin ,ZHAO Fang 2chao ,Q IU Xiao 2li ,WAN G Li 2shun ,L IU Su 2ling(College of Physics Science and Technology ,Hebei U niversity ,Baoding 071002,China )Abstract :Blue orgnic elect roluminescent devices (OL ED )were fabricated by using blue p hosp horescent dye Fir 2pic doped wit h t he ho st material CBP as t he emitting layer.The co nfiguration of t he devices was ITO/CuPc/Fir 2pic ∶CB P (x %)/BCP/Alq 3/Li F/Al ,in which x %was t he doping concent ration of Firpic.The doping concen 2t ration between t he host and guest and t he t hickness of hole blocking layer BCP on t he t he properties of light 2e 2mitting devices were separately st udied.When t he doping concent ration was 8%,t he energy transfer betwwen ho st and guest was mo st efficient ,t he t urn 2on voltage of t he device was 5V ,t he bright ness of it at 20V was 7122.25cd/m 2.Obvious red 2shift took place in t he elect roluminescent spectra of t he devices ,t his is because part of Alq 3participate in t he luminescence ,which reduce t he color p urity of blue luminescence.The carrier com 2pound area and t he CIE coordinates of t he devices can be regulated by changing t he t hickness of BCP.So t he de 2vice performance will be improved by cont rolling t he BCP t hickness.K ey w ords :orgnic electrophosphorescent devices;doping;hole blocking layer ;luminescent perfoemance42412009年第9期(40)卷。