OLED多掺杂发光层原理及几大方案浅析

接着昨天的内容

今天OLEDindustry君为大家准备的内容是多掺杂发光层

为了实现多掺杂发光层的荧光器件结构

常用的方法是在高效率的蓝绿光发光体中用“少量”橘红光的客体发光去做掺混

使得除了本身的蓝绿光外

只有一小部分的能量传递到橘红光的发光体发光

达到颜色混合的目的

但由于荧光能量传递的效率较好，所以橘红光的客体发光的质量分数必须很小而且需要得到精准的控制，因此也增加了控制颜色的难度。

柯达最早用不完全能量转换原理使有机EL呈不同的混合颜色，只要用少量的DCJ TB(0.1%)红光色素掺杂在蓝光发光体中(ADN: 2%perylene)，就可使原本蓝绿光颜色加人一半DCJTB的红色而呈白光。

CIEx·y色坐标可以从蓝光的((0. 16, 0. 16)调整至白光的(0. 34, 0. 35)，而效率也从2. 27 cd/A增加到4.01/A。

由于低质量分数掺杂在共蒸镀系统中不容易控制，白光颜色的重复性、稳定性和均匀性常常会受影响。因此有些研究团队利用预先混和的方法，将不同掺杂材料混合后再一起蒸镀。

Yang Yang教授

将NPB熔化后与DPVBi, C545T, rubrene和DCJ TB以重量比100:4. 12:0. 282:0. 533:0. 415混合，亮度从1至10 000 cd/m2时，CIEx·y色坐标只从(0. 31, 0. 36)改变至((0.29, 0.33)。

台湾新竹清华大学周卓辉教授团队

则先用溶剂将不同掺杂材料混合，亦可达到同样的目的，但由于不同材料的蒸镀温度不同，在连续式的生产时会遇到预混和组成改变的问题。

周卓辉教授团队在2008年也利用双主发光体系统的能量传递概念发表了高效率的荧光器件。

结构如下图所示，发光层中混合了1一butyl一9, 10一naphthalene-anthracene( BANE)与di ( triphenyl-amine)一1,4一divinyl-naphthalene (DPVP)作为主发光体。

（a）双主发光体白光结构能带图

由下图可看出DPVP的PL发射光谱相较于BANE的PL放射光谱与4一( dicyano-methylene)一2一methyl一6一(julolidin一4一yl-vinyl)一4 H-pyran ( DCM2)的吸收光谱有较

大的重叠面积，而在两个不同的主发光体中掺杂了DCM2之后也可发现DPVP的PL光谱有较显著的改变。

（b）主发光体发射光谱及客体发光吸收光谱

从下图来看可推论DPVP相对BANE有较好的能量传递效率

至DCM2。而另一方面BANE又能够提供较好的电子阻挡功能以及较好的电子注人功能(如图b中路径2-3，而非路径1)。

（c）不同主发光体掺杂客体发光后的PL光谱差异

在混合了两种主发光体的结构之下

DPVP同时扮演了共主体(co-host)及发光体(emitter)的角色

如此一来器件功率效率可达14. 6 lm/W(100 cd/m2下)，电流效率可达19. 2 cd/A (300 cd/m2下)。

Seo等

在2009年SID会议上，Seo等人，以台湾新竹交通大学陈金鑫教授的团队所开发出来的双极性(ambipolar)材料2一methyl一9,10一di(2一naphthyl)anthracene(MADN)同时作为电子及空穴传输层及发光层，以单一主体的概念做出了只有三层有机层的简易白光结构，期望能够有效减低制作成本。

该器件在100 nt的亮度之下，电流效率为13. 10 cd/A,外部量子效率6. 48%，而CIEx·y，是((0. 33, 0.42)，可是工作电压非常地高，在20 mA/cm2时工作电压约为8V。

台湾交大OLED团队林冠亨

提出利用新颖p-i-n结构以MADN作为单一host的低电压高效率白光器件。

器件结构及能带示意图如下图所示，我们利用MADN : 20 % WO3作为p-HTI，以MADN : 30% CsF作为n-ETL，有效地降低载流子由电极注入至MADN的HUM及LUMO能带的势垒。

（d）单一主体p-i-n白光器件能带示意图

该器件在20 mA/cm2时工作电压只有4.5 V，效率达6.3lm/W, CIEx·y，色度坐标为((0. 38, 0. 40)。由于单一主体(host)器件内没有任何界面，所以不会造成电荷的累积而减短器件寿命。

另一方面，降低驱动电压也是提高器件稳定性的关键因素之一，该器件在1800 nt的起始亮度、20 mA/cmZ的工作条件下，半衰期为1500h，且在工作480小时后，器件驱动电压仅上升了0.11V，起始亮度为500nt时，半衰期可达10800h。