高性能非掺杂结构蓝色有机荧光电致发光器件

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有机电致发光器件organic light-emitting diodes (OLEDs)在新一代全色平板显示器、平板显示器背光源和固态照明光源等领域极具应用潜力,人们对其开展了广泛的研究。近年来,绿色和红色磷光发光器件的性能达到实用化指标,而蓝光器件在效率、稳定性等方面还存在不足。高效率且性能稳定的蓝光器件对于平板显示和固态照明尤为关键。本文采用蓝色荧光材料非掺杂的1-(2,5-dimethoxy-4-(1-pyrenyl)-phenyl) pyrene(DOPPP)作为发光材料,通过调整空穴注入层材料、空穴传输层材料、发光层厚度和电子传输层材料等,制备了一系列非掺杂结构的蓝色有机荧光器件,主要研究了载流子传输层和发光层厚度对器件光电性能的影响。1.首先我们分别采用MoO3、4,4’,4"-Tris(N-(naphthalen-2-yl)-N-phenyl-amino)triphenylamine(2T-NATA和4,4’,4"-Tris(N-3-methylphenyl-N-phenyl-amino) triphenylamine(m-MTDATA)作为空穴注入层,制备了ITO/HIL/4,4’-bis [N-(1-naphthyl)-N-phenylamino]biphenyl (NPB)/DOPPP/tris(8-hydroxyquinoline) aluminum(Alq3)/Lithium fluoride(LiF)/Al的蓝色有机荧光器件。MoO3作为空穴注入层器件的起亮电压最低(5.6V),电流效率最大(4.81cd/A),但色度并不理想。然后分别采用4,4’,4’’-tris(N-carbazolyl)triphenylamine(TCTA)和NPB/TCTA代替NPB作为空穴传输层。TCTA作为空穴传输层器件的起亮电压为4.8V,最大功率效率为1.95lm/W,是NPB作为空穴传输层器件的1.67倍。另外NPB/TCTA作为复合空穴传输层的器件亮度从75cd/m2增加到最大发光亮度9889cd/m2,对应色坐标从(0.166,0.195)变化到(0.171,0.207),变化量仅为(0.005,0.012),提高了器件的蓝光色纯度和发光颜色的稳定性。最后在NPB/TCTA复合空穴传输层的结构基础上,用复合电子传输层1,3,5-tris(N-phenylbenzimidizol-2-yl)benzen(TPBi)/Alq3代替Alq3,在保证色纯度较好的前提下进一步提高了器件发光颜色的稳定性。2.采用厚度分别为0.5nm,1nm和2nm的DOPPP超薄层作为发光层,制备了ITO/MoO3/TCTA/DOPPP/TPBi/LiF/Al超薄层发光的非掺杂结构蓝色有机荧光器件。随DOPPP的厚度减小,器件的色坐标向深蓝光区域变化,相对于20nm厚DOPPP单发光层器件,超薄层器件的发光峰蓝移了8nm,色坐标为(0.150,0.148)。然后采用NPB/TCTA代替TCTA作为复合空穴传输层,器件的最大电流效率为3.64cd/A,是TCTA作为空穴传输层器件的1.4倍。器件的发光亮度从26cd/m2增加到5991cd/m2,其发光色坐标从(0.151,0.151)变化为(0.151,0.144),变化量仅为(0.002,0.006)。再一次证明了复合空穴传输层的引入,是提高器件的色度和发光稳定性的重要原因。
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