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基于新型共基質(zhì)電子傳輸層的有機發(fā)光器件

作者: 時間:2009-08-06 來源:網(wǎng)絡(luò) 收藏
0 引言
OLED具有驅(qū)動電壓低、效率高、能實現(xiàn)大面積全色顯示等優(yōu)點,在平板顯示領(lǐng)域引起廣泛的關(guān)注,近年來成為國際上的研究熱點。OLED要求材料本身性能好(熱穩(wěn)定性好且具有高的熒光效率),而且還要求載流子注入的平衡及易于注入和輸運。Alq3為發(fā)綠光材料,其遷移率比通常的空穴傳輸材料TPD或NPB的空穴遷移率要小2個數(shù)量級。4,7一二苯基-1,10-鄰二氮雜菲(Bphen)是一種新型的傳輸材料,其遷移率為3.9×10-4~5.2×10-4 cm2/Vs,是Alq3材料的200倍以上。使用Bphen作電子傳輸材料獲得了許多性能優(yōu)異的有機電致。在電子材料中,摻雜Li、Cs等活潑金屬,可以進一步提高材料的電子遷移能力,活潑金屬同有機分子間的化學作用。本文將8-羥基喹啉鋰(Liq)與4,7-二苯基-1,10-鄰二氮雜菲(Bphen)按一定比例混合,組成混合電子。實驗表明,混合電子能夠有效增強電子注入和輸入,顯著提高了器件效率。

1 實驗
把氧化銦錫(ITO)玻璃襯底經(jīng)清洗及等離子體處理后放入1.33×10-4Pa的真空室內(nèi),相繼蒸發(fā)空穴注入層、空穴傳輸層、發(fā)光層、電子傳輸層及電子注入層,然后制作金屬電極,其中混合電子傳輸層采用雙源蒸發(fā)的方法,最后器件密封測量。器件的亮度一電壓、電流.電壓特性用Keithley 2400測試儀及LSll0型亮度計組成的測試系統(tǒng)進行測量。圖1是本實驗所用的主要有機材料分子結(jié)構(gòu)及器件結(jié)構(gòu)示意圖。

本文引用地址:http://m.butianyuan.cn/article/188765.htm

2 結(jié)果與討論
2.1 Bphen:x%Liq層的電子傳輸特性研究
為了考察Bphen:x%Liq的電子注入與傳輸能力,首先制備了結(jié)構(gòu)為ITO/BCP(10 nm)/Bphen:x%Liq(80 nm)/LiF(1 nnl)/Al(120 nm)的單載流子器件。從圖2可見,在Bphen中摻入一定比例的Liq后,電子傳輸性能有了顯著提高,摻雜質(zhì)量分數(shù)較低時,隨質(zhì)量分數(shù)的增加,其電子傳輸能力也逐漸提高,摻雜質(zhì)量分數(shù)為33%時,導電性能最好,進一步增加Liq的含量,電子傳輸性能反而下降。驅(qū)動電壓為8 V時,Liq摻雜質(zhì)量分數(shù)為0%、20%、33%、50%的單電子器件的電流密度分別為:74.6、202、260、169 mA/cm2。

2.2 器件性能
由上面的分析可知,當Liq的摻雜質(zhì)量分數(shù)為33%時,混合層具有最高的導電能力,用其做為電子傳輸層,可以提高電子的注入效率,進而降低器件的驅(qū)動電壓,提高發(fā)光效率。因此,本文以Liq(33%):Bphen做電子傳輸層,以檢驗其對器件性能的影響,并與純Bphen的器件作對比。采用的器件結(jié)構(gòu)為:
cell―EBL:ITO/m-MTDATA/NPB/Alq3/Liq(33%):Bphen/LiF/A1
cell-EB:ITO/m―MTDATA/NPB/Alqa/Bphen/LiF/A1
圖3為器件的電流密度-電壓和亮度-電流密度特性曲線。很容易看到,基于混合基質(zhì)的電子傳輸層,能有效提高電子注入。20 mA/cm2電流下,器件cell-EBL和cell-EB的驅(qū)動電壓分別為4.6、5.2 V,二者的亮度分別為984 cd/m2和930 cd/m2。也就是說在20 mA/cm2電流下,引入Liq(33%):Bphen的混合層作電子傳輸層,使工作電壓下降了0.6 V,而亮度卻增加了6%。

其次,OLED器件的發(fā)光效率也呈現(xiàn)相同的規(guī)律,圖4是器件的效率-電流密度關(guān)系曲線(插圖是器件的流明效率-電流密度關(guān)系曲線)。由圖4可知,器件cell-EBL的效率明顯高于器件cell-EB。20 mK/cm2電流下,器件cell-EBL的電流效率和流明效率分別為4.9 cd/A和3.33 lm/W,而器件cell-EB的電流效率和流明效率分別為4.6 cd/A、2.76 lm/W。也就是說在20 mA/cm2電流下,引入Liq(33%):Bphen的混合層作電子傳輸層,使器件的電流效率和流明效率分別增加了7%和21%。同時,隨著電流密度的增加,器件cell-EBL的電流效率降低很緩慢,盡管輸入器件的電流密度不斷提高,器件的發(fā)光效率卻始終維持在4.8 cd/A左右,混合電子傳輸層的電子遷移率隨電場的變化很小,非常穩(wěn)定,這在有機電致中具有突出的意義。

3 結(jié)論
當Liq的摻雜質(zhì)量分數(shù)為33%時,Liq:Bphen的混合層具有最高的導電能力,用其做為電子傳輸層,可以提高電子的注入效率,進而降低器件的驅(qū)動電壓,提高發(fā)光效率?;?a class="contentlabel" href="http://m.butianyuan.cn/news/listbylabel/label/共基">共基質(zhì)電子傳輸層的器件驅(qū)動電壓比傳統(tǒng)器件降低了13%,器件的電流效率和流明效率分別增加了7%和21%。同時,隨著電流密度的增加,器件的電流效率降低很緩慢,盡管輸入器件的電流密度不斷提高,器件的發(fā)光效率卻始終維持在4.8 cd/A左右,可見,混合電子傳輸層的電子遷移率隨電場的變化很小,非常穩(wěn)定,這在有機電致中具有重要的意義。



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