0 引言
OLED具有驅(qū)動(dòng)電壓低,、效率高,、能實(shí)現(xiàn)大面積全色顯示等優(yōu)點(diǎn),,在平板顯示領(lǐng)域引起廣泛的關(guān)注,近年來(lái)成為國(guó)際上的研究熱點(diǎn),。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(yùn)。Alq3為發(fā)綠光材料,,其電子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(gè)數(shù)量級(jí),。4,7一二苯基-1,,10-鄰二氮雜菲(Bphen)是一種新型的電子傳輸材料,,其電子遷移率為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(jī)電致發(fā)光器件,。在電子傳輸層材料中,摻雜Li,、Cs等活潑金屬,,可以進(jìn)一步提高材料的電子遷移能力,活潑金屬同有機(jī)分子間的化學(xué)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,,組成混合電子傳輸層,。實(shí)驗(yàn)表明,混合電子傳輸層能夠有效增強(qiáng)電子注入和輸入,,顯著提高了器件效率,。
1 實(shí)驗(yàn)
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(cè)量,。器件的亮度一電壓,、電流.電壓特性用Keithley 2400測(cè)試儀及LSll0型亮度計(jì)組成的測(cè)試系統(tǒng)進(jìn)行測(cè)量。圖1是本實(shí)驗(yàn)所用的主要有機(jī)材料分子結(jié)構(gòu)及器件結(jié)構(gòu)示意圖,。
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(jiàn),,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?jǐn)?shù)較低時(shí),隨質(zhì)量分?jǐn)?shù)的增加,,其電子傳輸能力也逐漸提高,,摻雜質(zhì)量分?jǐn)?shù)為33%時(shí),導(dǎo)電性能最好,,進(jìn)一步增加Liq的含量,,電子傳輸性能反而下降。驅(qū)動(dòng)電壓為8 V時(shí),,Liq摻雜質(zhì)量分?jǐn)?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(dāng)Liq的摻雜質(zhì)量分?jǐn)?shù)為33%時(shí),,混合層具有最高的導(dǎo)電能力,用其做為電子傳輸層,,可以提高電子的注入效率,,進(jìn)而降低器件的驅(qū)動(dòng)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(yàn)其對(duì)器件性能的影響,,并與純Bphen的器件作對(duì)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(xiàn)。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(dòng)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(shuō)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(xiàn)(插圖是器件的流明效率-電流密度關(guān)系曲線(xiàn)),。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(shuō)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(shí),,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(chǎng)的變化很小,,非常穩(wěn)定,,這在有機(jī)電致發(fā)光器件中具有突出的意義。
3 結(jié)論
當(dāng)Liq的摻雜質(zhì)量分?jǐn)?shù)為33%時(shí),,Liq:Bphen的混合層具有最高的導(dǎo)電能力,,用其做為電子傳輸層,可以提高電子的注入效率,,進(jìn)而降低器件的驅(qū)動(dòng)電壓,,提高發(fā)光效率?;诠不|(zhì)電子傳輸層的器件驅(qū)動(dòng)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(shí),,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(jiàn),混合電子傳輸層的電子遷移率隨電場(chǎng)的變化很小,,非常穩(wěn)定,,這在有機(jī)電致發(fā)光器件中具有重要的意義。