《基於有機光伏型連線層的疊層有機電致發光器件》是依託太原理工大學，由劉慧慧擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：基於有機光伏型連線層的疊層有機電致發光器件
- 項目類別：青年科學基金項目
- 項目負責人：劉慧慧
- 依託單位：太原理工大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
作為一種能夠實現小電流驅動下高亮度發光的有機電致發光器件，疊層器件能夠解決高驅動電流帶來的諸多負面效應。但是疊層器件同樣也面臨著一些問題，如連線層電壓負載造成的器件功耗增加以及電荷產生效率不足引起的的複合區內電荷不平衡。我們突破當前的設計思路，提出一種基於有機光伏效應的疊層有機電致發光器件設計理念。由於有機電致發光器件結構的特殊性，80%的光輻射會損失掉，因此我們在疊層器件兩發光單元之間插入一個基於光伏效應連線層，使其可以吸收部分由器件複合區發出的光子並形成激子，並在外電場的促進下，實現無能量勢壘、高效率的電荷產生效果。產生的電荷可以很好的實現其兩側發光單元複合區內的電荷平衡以及高的發光效率，而高效率的發光又為連線層電荷產生提供了光源，因此這是一個良性循環過程。因為整個循環過程都發生在器件內部，利用更多的是80%本該損失掉的光子，因此該光伏型連線層的吸收對器件的效率造成的損失實際很低。
結題摘要
在常規三明治結構的organic light emitting diode (OLED)中，由於表面等離子模式、波導模式等的作用，是OLED內部產生的光子只有20%能夠耦合輸出到器件外部，導致OLED低的器件效率。鑒於此，本項目設計了一種光伏型電荷生成層(OPV-type CGL：organic photovoltaic–type charge generation layer)，通過OPV-type CGL對限制在器件內部的光子進行吸收，然後將其進一步轉換成激子，用於輻射發光，來提高OLED器件的效率。為了驗證本項目的可行性，將OPV-type CGL套用到疊層單色光及白光OLEDs和傳統單發光單元OLED中，發現三種OLEDs的亮度和效率等性能都有提高。具體地，以Ir(piq)2acac為紅光發光材料，製備基於LiF/C60/CuPc/MoO3為光伏型CGL的疊層OLED。調節C60和CuPc的厚度，最佳化出最佳的CGL結構為LiF(1 nm)/C60(5 nm)/CuPc(5 nm)/MoO3(3 nm)，實現了疊層OLED電流效率相對於單層OLED成倍增長，而電壓相對於單層OLED則不足兩倍。進一步，製備了基於OPV-type CGL(C60/CuPc)的藍/紅全磷光疊層白光OLED (WOLED)和藍/黃螢光-磷光疊層WOLED，通過對比基於非光伏型CGL的疊層WOLED和基於C60/CuPc的疊層WOLED的性能，論證了C60/CuPc在疊層WOLED中也可以通過光伏特性提升器件性能。最後，將OPV-type CGL(C60/CuPc)作為緩衝層引入傳統單發光單元OLED中，製備了基於OPV-type CGL的紅、綠、紅單發光單元OLEDs。最佳化OPV-type CGL的結構和引入到OLED中的位置，發現OPV-type CGL為C60(5 nm)/CuPc(15 nm)時，且被引入到OLED中的ETL和陰極之間，器件的性能得到了有效提高。最後比較OPV-type CGL對紅光OLED，綠光OLED和藍光OLED性能的提升幅度，驗證了OPV-type CGL在單發光單元OLED中可以通過吸收光子產生電子，實現器件性能的提升。
