文摘

新的高效blue-light-emitting磷光设备300厚发射层的N, N′-dicarbazolyl-3, 5-benzene (mCP)掺杂10 vol. % bis ((3 5-difluoro-4-cyanophenyl)吡啶)吡啶甲酸铱(FCNIr (pic)]是捏造的空穴和电子传输层的不同治疗方法。在实验中,一个单独的层1,一号乙- (di-4-polyaminophenyl)环己烷(TAPC)和一个双层的N, N′di (1-naphthyl) - N, N′-diphenylbenzidine (NPB)和mCP被用作空穴传输层(HTLs)。此外,500年一本厚厚的双层三- [3 - (3-pyridyl)苯基]硼烷(3 tpymb)和4,7-diphenyl-1, 10-phenanthroline [Bphen]被用作电子传输层(etl)与不同厚度3 tpymb / Bphen的组合。在制造设备,使用TAPC作为HTL和3 tpymb (100) / Bphen(400)作为ETL显示最好的电致发光特性的最大量子效率13.3%,亮度950 cd / m²在10 V。色坐标是(0.14,0.22)国际我'Eclairage委员会(CIE)图表,和电致发光光谱显示双峰排放在458 nm和483 nm。

1。介绍

有机发光器件(oled)深入调查了他们的应用程序在固态照明以及全彩显示屏1,2]。虽然蓝色磷光有机发光二极管(PhOLEDs)是必不可少的所有磷光有源矩阵oled的发展,高效蓝色PhOLEDs很难获得由于大能隙掺杂物,导致载波注入和激子约束不足。在蓝色PhOLEDs,三个一组的掺杂剂应大于2.7 eV蓝色的排放。因此,主机与宽能隙的使用是必要的,因为三联体的主机应该大于发射层的掺杂剂host-dopant系统。著名的蓝色PhOLEDs mCP的基质材料。它有一个很好的空穴传输特性由于咔唑单元的主体结构和一个大的三驾马车2.9 eV有效的能量转移(3]。铱(III) bis ((4 6-difluorophenyl) -pyridinate-N C2′)吡啶甲酸(FIrpic)是最著名的蓝色磷光掺杂剂(4]。河村建夫等人表明,蓝色的光致发光量子产率内部发射器FIrpic可能方法的近100%当掺杂到宽能隙的mCP (5]。然而,理论electrophosphorescence很难实施,因为缺乏高效的航空运输与宽能隙材料足够的载体注入和激子监禁。此外,色彩表现的FIrpic-based设备很穷的垂直坐标超过0.3 CIE图表。

量子效率显著降低由于载体注入损失,无辐射弛豫的激子,三连音三连音湮没在高电流密度等等(6,7]。三胞胎有相当长的寿命,这样他们可能会扩散到你的邻居层通过通过发射层。这种效应也导致发光效率的偏差和颜色纯度由于激子能量转移和放松外发射层。因此,PhOLEDs的结构设计可以限制的三线态激子发射层是非常重要的为了获得高效的设备。

Yook等人报道了深蓝PhOLED结构的N, N′-diphenyl-N, N′bis - [4 - (phenyl-m-tolylamino)苯基]-biphenyl-4, 4′二胺(DNTPD) / NPB / mCP / mCP:三羟甲基氨基甲烷((3 5-difluoro-4-cyanophenyl)吡啶)液铱(FCNIr) / Bphen的量子效率9.2%,电流效率为11 cd /得到的颜色协调(0.15.0.16)500 cd / m²(8]。FCNIr三个一组的2.8 eV深蓝排放由于强大的电子撤回CN取代基单位。

在这个工作,新的高效blue-light-emitting磷光器件的发射层mCP掺杂FCNIr (pic) fabricatedand评估根据空穴和电子传输层的治疗。

在实验中,电致发光特性的设备TAPC的单层和双层NPB / mCP HTL进行比较。此外,两层3 tpymb / Bphen被用作一个电子传输层(etl)各种厚度的3 tpymb / Bphen组合。据我们所知,mCP的使用:FCNIr (pic)发射器以及采用TAPC HTL和3 tpymb / Bphen双层ETL的蓝色PhOLEDs首先尝试。

2。实验的程序

基质的ITO阳极(氧化铟锡)12Ω/平方玻璃被超声波清洗与丙酮和异丙醇清洗过程。剩下的溶剂被软烤10分钟100°C。提高ITO透明电极薄膜的表面形态,基质是等离子体在150 W两分钟8毫托压力啊₂基于“增大化现实”技术。第一个有机层的等离子体沉积前处理预计将减少孔注入的能量势垒从阳极和清除表面污染物。所有有机层和阴极层被原位沉积方法托。

作为沉积过程的一个序列,DNTPD厚度400Å首先作为空穴注入层沉积。然后,使用了两种HTLs根据设备分类:传统结构NPB(300Å)/ mCP(100Å)是用于设备和一个层TAPC(300Å)的其他设备。接下来,300年Å-thick mCP掺杂10% FCNIr (pic)作为体积比是作为发射层沉积。在etl的形成,3 tpymb / Bphen总厚度500Å沉积各种3 tpymb厚度根据设备分类:3 tpymb的厚度是100Å设备(a、B), 0Å设备C, D 150Å设备,和200Å设备e .最后,10Å-thick生活和1200Å-thick Al先后作为阴极沉积。制造设备和能量图的结构使用的材料数据所示1和2。

3所示。结果与讨论

在图的能量图2DNTPD是众所周知的一个洞注射材料的HOMO水平5.1 eV, LUMO的2.1 eV (9]。电子的阳极氧化铟锡(ITO)很容易注入DNTPD因为其最高占据分子轨道(HOMO)级别类似于ITO的费米能级。TAPC作为孔运输材料的HOMO水平5.3 eV和LUMO 1.8 eV (10]。的三重态能量TAPC 2.87 eV (11]这是比FCNIr(图片),这样的三线态激子可以有效地限制没有扩散到HTL损失。此外,电子从阴极注入在EML由于大型LUMO抵消(~ 0.6 eV) TAPC和发射层的接口。因此,TAPC可以用作高效蓝色PhOLED HTL好。用同样的条件除了HTL器件结构,设备的电致发光特性与TAPC作为HTL在首先相比设备与传统NPB / mCP HTL。然后,3 tpymb / Bphen的构图效果,ETL的电致发光特性的设备TAPC HTL被调查。Bphen和3 tpymb都被用作传统ETL的oled材料。的三重态能量Bphen 2.5 eV (12),以便Bphen不能充分限制激子。另一方面,3 tpymb 2.87 eV的三重态能量高于激子的能量FCNIr (pic)和深6.77 eV (HOMO水平13]。因此,使用3 tpymb ETL可以激子的有效约束以及在发射层注入漏洞。然而,3 tpymb的电子迁移率远低于Bphen [14]。要解决这些问题,可以使用双层3 tpymb / Bphen ETL。添加适当的厚3 tpymb Bphen ETL结构可以提高电致发光特性的蓝色PhOLEDs因为激子和注入孔实际上是在发射层没有严重的电流电阻增加。

图3显示了紫外可见吸收及光致发光(PL)光谱FCNIr(图片)。的PL发射峰FCNIr (pic)观察到460纳米振动峰值在485海里。FCNIr(图片)显示了一个深蓝色的发射由于强大的电子撤回CN集团的苯基单元主要配体。mCP的PL光谱也显示在图3。可以清楚地看到,mCP的PL光谱重叠的吸收FCNIr (pic) 400 ~ 450纳米的范围。因此,有效的能量转移从mCP FCNIr (pic)可以预期。此外,德克斯特之间的能量传递mCP的三胞胎,FCNIr (pic)可以发生因为mCP的三联体是2.9 eV相比高2.72 eV FCNIr(图片)15]。

设备的电气性能测量使用Polaronix M6100测试系统(McScience)。发射光谱,光学性质,如亮度和CIE颜色坐标进行评估使用cs - 1000 spectro-radiometer(柯尼卡美能达)在一个黑暗的房间。

当前efficiency-voltage-luminance特点的设备(A, B)如图4。在图4,最大电流效率12.7 cd / A和21.5 cd /设备的设备b .光泽的外加电压下10 V 130 cd / m²为设备和950 cd / m²为设备B显著改善设备B与设备的电致发光特性的HTL来自更好的待遇比设备设备B A .在蓝色PhOLEDs HTL TAPC可能比传统的更理想NPB / mCP由于更好的空穴迁移率,较大的三重态能量和更好的电子约束大LUMO抵消TAPC和发射层的接口。

图5显示当前efficiency-voltage-luminance特点的设备(C, D, E)和设备B相比,有机层组成的设备(B, C, D, E) DNTPD / TAPC / mCP: 10% fcnir / etl(图片)。的唯一差异为主(B, C, D, E)的厚度是3 500厚ETL tpymb 3 tpymb / Bphen。在制造设备,最好的电致发光特性得到设备B的ETL 3 tpymb (100) / Bphen (400)。可以预计,该设备C Bphen只有ETL显示,而可怜的电致发光特性因为Bphen不够高的三重态能量限制激子。最大电流效率和亮度在10 V是17,423 cd / cd / A和m²分别在设备C。在设备(D, E) 3 tpymb厚超过100的ETL、电流效率和亮度的增加下降3 tpymb厚度。最大电流效率是为设备18.8 cd / D和16.8 cd /设备e .亮度在10 V 900 cd / m²为设备D和580 cd / m²为设备e .相信使用太厚3 tpymb 3 tpymb / Bphen导致穷人电致发光特征由于其电子迁移率较低。

图6显示了量子efficiency-voltage制造设备的特性。最好的量子efficiency-voltage特征也获得设备B最大量子效率为13.3%,如图6。

致发光光谱在7 V装配式设备如图7。峰值波长458 nm和483 nm,这对应的典型双峰值发射FCNIr(图片)。的颜色制造设备与中央峰在458海里可以评估在CIE深蓝的颜色坐标图(0.14,0.22)。

从上面的讨论,提出的新装置DNTPD / TAPC / mCP: 10 vol. % FCNIr (pic) / 3 tpymb / Bphen在这项研究是一个很好的蓝色PhOLED高电流效率和深蓝排放如果每一层的厚度控制。

4所示。结论

新的高效蓝色发光磷光器件结构的DNPTD / HTL / mCP: FCNIr (pic) / ETL是捏造的,评估根据HTL和ETL的不同治疗方法。TAPC单层和双层NPB / mCP比较空穴传输层和3 tpymb / Bphen层不同厚度组合被用作电子传输层。

在制造设备,设备B HTL TAPC和ETL 3 tpymb (100) / Bphen(400)显示最好的电致发光特性。它有一个最大电流效率21.5 cd /,和亮度950 cd / m²在10 V。

色坐标(0.14,0.22)在CIE图表,和电致发光光谱显示,双峰值发射在458 nm和483 nm。

作为一个深蓝PhOLED mCP的发射层:FCNIr (pic),优秀的电致发光特性的设备B可能获得的采用TAPC三重态能量高HTL和使用适当的厚3 tpymb结合Bphen ETL。