具有新型双空穴注入层的有机发光二极管

刘佰全; 兰林锋; 邹建华; 彭俊彪

doi:10.7498/aps.62.087302

摘要

采用新型双空穴注入层N, N, N', N'-tetrakis(4-Methoxy-phenyl)benzidine/Copper phthalocyanine(MeO-TPD/CuPc)及器件结构:ITO/MeO-TPD(15 nm)/CuPc(15 nm)/ N, N'-Bis(naphthalen-1-yl)-N, N'-bis(phenyl)benzidine (NPB, 15 nm)/8-hydroxyquinoline (Alq3, 50 nm)/LiF(1 nm)/Al(120 nm), 研制出高效有机发光二极管(器件D), 与其他器件(器件A, 没有空穴注入层的器件; 器件B, MeO-TPD单空穴注入层; 器件C, CuPc单空穴注入层)相比, 其性能得到明显改善. 器件D的起亮电压降至3.2 V, 比器件A, B, C的起亮电压分别降低了2, 0.3, 0.1 V. 器件D在10 V时, 其最大亮度为23893 cd/m2, 最大功率效率为1.91 lm/W, 与器件A, B, C的最大功率效率相比, 分别提高了43% (1.34 lm/W), 22% (1.57 lm/W), 7% (1.79 lm/W). 性能改善的主要原因是由于空穴注入和传输性能得到了改善, 通过单空穴型器件的J-V 曲线对这一现象进行了分析.

关键词:

Abstract

Highly efficient organic light-emitting diode is fabricated with a novel double hole injection layer consisting of MeO-TPD/CuPc. We observe that the insertion of such a double hole injection layer leads to a striking enhancement in the electrical property:higher luminance, power efficiency and lower driving voltage. It has the configuration of ITO/MeO-TPD (15 nm)/CuPc(15 nm)/NPB(15 nm)/Alq3 (50 nm)/LiF(1 nm)/Al(120 nm). Its turn-on voltage is 3.2 V, which is 2, 0.3 and 0.1 V lower than those of the device without hole injection layer (device A) and the devices using MeO-TPD (device B), CuPc (device C) as hole injection layer, respctively. The highest luminance of the novel device reaches 23893 cd/m2 at a drving voltage of 10 V. The maximum power efficiency of the novel decive is 1.91 lm/W, which is 43% (1.34 lm/W), 22% (1.57 lm/W) and 7% (1.79 lm/W) higher than those of devices A, B and C, respectively. The improvement is ascribed to its high hole injection and transport ability. The results are verified by using the J-V curves of "hole-only" devices.

Keywords:

作者及机构信息

1.
华南理工大学高分子光电材料与器件研究所, 广州 510640;

2.
发光材料与器件国家重点实验室, 广州 510640

基金项目: 国家重点基础研究发展计划(批准号:2009CB623604)、国家自然科学基金(批准号:61204087, 51173049, U0634003, 61036007, 60937001)和中央高校基本科研业务费 (批准号:2011ZB0002, 2011ZM0009)资助的课题.

Authors and contacts

1.
Institute of Polymer Optoelectronic Materials and Devices, South China University of Technology, Guangzhou 510640, China;

2.
State Key Laboratory of Luminescent Materials and Devices, Guangzhou 510640, China

Funds: Project supported by the National Basic Research Program Project of China (Grant No. 2009CB623604), the National Natural Science Foundation of China (Grant Nos. 61204087, 51173049, U0634003, 61036007, 60937001), and the Fundamental Research Fund for the Central Universities, China (Grant Nos. 2011ZB0002, 2011ZM0009).

参考文献

[1]	Tang C W, Vanslyke S A 1987 Appl. Phys. Lett. 51 913
[2]	Zou J H, Tao H, Wu H B, Peng J B 2009 Acta Phys. Sin. 58 1224 (in Chinese) [邹建华, 陶洪, 吴宏滨, 彭俊彪 2009 58 1224]
[3]	Zou J H, Lan L F, Xu R X, Yang W, Peng J B 2010 Acta Phys. Sin. 59 1275 (in Chinese) [邹建华, 兰林锋, 徐瑞霞, 杨伟, 彭俊彪 2010 59 1275]
[4]	Li C, Peng J B, Zeng W J 2009 Acta Phys. Sin. 58 1992 (in Chinese) [李春, 彭俊彪, 曾文进 2009 58 1992]
[5]	Zou J H, Liu J, Wu H B, Yang W, Peng J B, Cao Y 2009 Org. Electron. 10 843
[6]	Wang X P, Mi B X, Gao Z Q, Guo Q, Huang W 2011 Acta Phys. Sin. 60 087808 (in Chinese) [王旭鹏, 密保秀, 高志强, 郭晴, 黄维 2011 60 087808]
[7]	Toshinori M, Yoshiki K, Hideyuki M 2007 Appl. Phys. Lett. 91 253504
[8]	Lee Y H, Kim W J, Kim T Y, Jung J, Lee J Y, Park H D, Kim T W, Hong J W 2007 Current Appl. Phys. 7 409
[9]	Chen S F, Wang C W 2004 Appl. Phys. Lett. 85 765
[10]	Zhang H M, Choy W C H 2008 IEEE Trans. Electron Dev. 55 2517
[11]	Hou J, Wu J, Xie Z, Wang L 2009 Appl. Phys. Lett. 95 203508
[12]	Lin H P, Yu D, Zhang B, X W, Li J, Zhang L, Jiang X Y, Zhang Z L 2010 Solid State Commun. 150 1601
[13]	Qiu C F, Peng H J, Chen H Y, Xie Z L, Wong M, Kwok H S 2004 IEEE Trans. Electron Dev. 51 1207
[14]	Zhao Y B, Chen J S, Chen W, Ma D G 2012 J. Appl. Phys. 111 043716
[15]	Lee H, Lee J, Jeon P, Jeong K, Yi Y, Kim T G, Kim J W, Lee J W 2012 Org. Electron. 13 820
[16]	Zou Y, Deng Z, Lv Z, Chen Z, Xu D, Chen Y, Yin Y, Du H, Wang Y 2010 J. Lumin. 130 959
[17]	Scott J C, Kaufman J H, Brock P J, Dipietro R, Salem J, Goitia J A 1996 J. Appl. Phys. 792745
[18]	Vanslyke S A, Chen C H, Tang C W 1996 Appl. Phys. Lett. 69 2160
[19]	Shi C W, Tang C W 1997 Appl. Phys. Lett. 70 1665
[20]	Adachi C, Nagai K, Tamoto N 1995 Appl. Phys. Lett. 66 2679

施引文献

[1]	Tang C W, Vanslyke S A 1987 Appl. Phys. Lett. 51 913
[2]	Zou J H, Tao H, Wu H B, Peng J B 2009 Acta Phys. Sin. 58 1224 (in Chinese) [邹建华, 陶洪, 吴宏滨, 彭俊彪 2009 58 1224]
[3]	Zou J H, Lan L F, Xu R X, Yang W, Peng J B 2010 Acta Phys. Sin. 59 1275 (in Chinese) [邹建华, 兰林锋, 徐瑞霞, 杨伟, 彭俊彪 2010 59 1275]
[4]	Li C, Peng J B, Zeng W J 2009 Acta Phys. Sin. 58 1992 (in Chinese) [李春, 彭俊彪, 曾文进 2009 58 1992]
[5]	Zou J H, Liu J, Wu H B, Yang W, Peng J B, Cao Y 2009 Org. Electron. 10 843
[6]	Wang X P, Mi B X, Gao Z Q, Guo Q, Huang W 2011 Acta Phys. Sin. 60 087808 (in Chinese) [王旭鹏, 密保秀, 高志强, 郭晴, 黄维 2011 60 087808]
[7]	Toshinori M, Yoshiki K, Hideyuki M 2007 Appl. Phys. Lett. 91 253504
[8]	Lee Y H, Kim W J, Kim T Y, Jung J, Lee J Y, Park H D, Kim T W, Hong J W 2007 Current Appl. Phys. 7 409
[9]	Chen S F, Wang C W 2004 Appl. Phys. Lett. 85 765
[10]	Zhang H M, Choy W C H 2008 IEEE Trans. Electron Dev. 55 2517
[11]	Hou J, Wu J, Xie Z, Wang L 2009 Appl. Phys. Lett. 95 203508
[12]	Lin H P, Yu D, Zhang B, X W, Li J, Zhang L, Jiang X Y, Zhang Z L 2010 Solid State Commun. 150 1601
[13]	Qiu C F, Peng H J, Chen H Y, Xie Z L, Wong M, Kwok H S 2004 IEEE Trans. Electron Dev. 51 1207
[14]	Zhao Y B, Chen J S, Chen W, Ma D G 2012 J. Appl. Phys. 111 043716
[15]	Lee H, Lee J, Jeon P, Jeong K, Yi Y, Kim T G, Kim J W, Lee J W 2012 Org. Electron. 13 820
[16]	Zou Y, Deng Z, Lv Z, Chen Z, Xu D, Chen Y, Yin Y, Du H, Wang Y 2010 J. Lumin. 130 959
[17]	Scott J C, Kaufman J H, Brock P J, Dipietro R, Salem J, Goitia J A 1996 J. Appl. Phys. 792745
[18]	Vanslyke S A, Chen C H, Tang C W 1996 Appl. Phys. Lett. 69 2160
[19]	Shi C W, Tang C W 1997 Appl. Phys. Lett. 70 1665
[20]	Adachi C, Nagai K, Tamoto N 1995 Appl. Phys. Lett. 66 2679

[1]	彭腾, 王辉耀, 赵茜, 刘俊宏, 汪波, 王晶晶, 周银琼, 张可怡, 杨俊, 熊祖洪. 电子注入层迁移率对Rubrene/C₆₀基发光二极管半带隙开启电压的调控. , 2024, 73(21): 217202. doi: 10.7498/aps.73.20240864
[2]	任兴, 于宏宇, 张勇. 基于BCPO发光材料近紫外有机发光二极管的电致发光效率与稳定性. , 2024, 73(4): 047801. doi: 10.7498/aps.73.20231301
[3]	保希, 关云霞, 李万娇, 宋家一, 陈丽佳, 徐爽, 彭柯敖, 牛连斌. 载流子阶梯效应调控有机发光二极管三线态激子的解离和散射. , 2023, 72(21): 217101. doi: 10.7498/aps.72.20230851
[4]	孙肖宁, 曲兆明, 王庆国, 袁扬. VO₂纳米粒子填充型聚合物薄膜电致相变特性. , 2020, 69(24): 247201. doi: 10.7498/aps.69.20200834
[5]	刘萌娇, 张新稳, 王炯, 秦雅博, 陈月花, 黄维. 非周期微纳结构增强有机发光二极管光耦合输出的研究进展. , 2018, 67(20): 207801. doi: 10.7498/aps.67.20181209
[6]	张雅男, 王俊锋. 利用发光层梯度掺杂改善顶发射白光有机发光二极管光谱的稳定性. , 2015, 64(9): 097801. doi: 10.7498/aps.64.097801
[7]	黄迪, 徐征, 赵谡玲. 使用PTB7作为阳极修饰层提高有机发光二极管的性能. , 2014, 63(2): 027301. doi: 10.7498/aps.63.027301
[8]	郝广辉, 常本康, 陈鑫龙, 王晓晖, 赵静, 徐源, 金睦淳. 近紫外波段NEA GaN阴极响应特性的研究. , 2013, 62(9): 097901. doi: 10.7498/aps.62.097901
[9]	张勇, 刘亚莉, 焦威, 陈林, 熊祖洪. 有机发光器件的磁电导效应. , 2012, 61(11): 117106. doi: 10.7498/aps.61.117106
[10]	焦威, 雷衍连, 张巧明, 刘亚莉, 陈林, 游胤涛, 熊祖洪. 有机发光二极管的光致磁电导效应. , 2012, 61(18): 187305. doi: 10.7498/aps.61.187305
[11]	刘南柳, 艾娜, 胡典钢, 余树福, 彭俊彪, 曹镛, 王坚. 旋涂方式对有机发光显示屏发光均匀性及性能的影响. , 2011, 60(8): 087805. doi: 10.7498/aps.60.087805
[12]	杨洋, 陈淑芬, 谢军, 陈春燕, 邵茗, 郭旭, 黄维. 有机发光二极管光取出技术研究进展. , 2011, 60(4): 047809. doi: 10.7498/aps.60.047809
[13]	陈星, 夏云杰. 双模压缩真空态和纠缠相干态的一维势垒散射. , 2010, 59(1): 80-86. doi: 10.7498/aps.59.80
[14]	张勇, 刘荣, 雷衍连, 陈平, 张巧明, 熊祖洪. 基于Alq3的有机发光二极管的磁电导效应. , 2010, 59(8): 5817-5822. doi: 10.7498/aps.59.5817
[15]	朱德喜, 甄红宇, 叶辉, 刘旭. 基于空穴注入层摩擦定向的偏振蓝光聚合物电致发光器件. , 2009, 58(1): 596-601. doi: 10.7498/aps.58.596
[16]	张秀龙, 杨盛谊, 娄志东, 侯延冰. 有机电致发光器件的动态电学特性. , 2007, 56(3): 1632-1636. doi: 10.7498/aps.56.1632
[17]	王军, 魏孝强, 饶海波, 成建波, 蒋亚东. 基于铱配合物材料的高效高稳定性有机发光二极管. , 2007, 56(2): 1156-1161. doi: 10.7498/aps.56.1156
[18]	许雪梅, 彭景翠, 李宏建, 瞿述, 赵楚军, 罗小华. 有机层界面对双层有机发光二极管复合效率的影响. , 2004, 53(1): 286-290. doi: 10.7498/aps.53.286
[19]	亓鹏, 王矜奉, 陈洪存, 苏文斌, 王文新, 臧国忠, 王春明. (Sr,Co,Nb）掺杂SnO2压敏电阻的电学非线性. , 2003, 52(7): 1752-1755. doi: 10.7498/aps.52.1752
[20]	高鹏, 郑之明, 邢定钰. 隧道磁电阻效应中的两种不同的理论方法. , 2002, 51(9): 2128-2132. doi: 10.7498/aps.51.2128

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