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如何设计单发光层结构?

【摘要】:单发光层结构需要两种或多种发光材料在同一种有机材料的聚集,从而构成单层。此外,合成后发光体的色度坐标,即发光体在两个光谱间连接部分的位置取决于两种材料的比例。然而,必须对每种掺杂剂的浓度进行完美的控制,因为能隙不同的发光体必然存在竞争。图8-12所示为具有PAP-NAP基质的小分子OLED色度坐标与红荧烯掺杂剂浓度的关系。在同一分子上引入若干发射中心,根据能隙可对各种弛豫方法进行更有效的控制。

单发光层结构需要两种或多种发光材料在同一种有机材料的聚集,从而构成单层。然而,两种以上材料的共蒸(Co-evaporation)是一种难以控制和复制的工艺,尤其是掺杂级低的时候,因此很少采用。

当同一层中有两种发光材料时,以下条件必须得到满足。即两种材料发射光谱的色度坐标必须用一条直线连接,期望的白色点坐标必须位于该直线上,例如D33白色点的x=0.33、y=0.33。此外,合成后发光体的色度坐标,即发光体在两个光谱间连接部分的位置取决于两种材料的比例。

然而,必须对每种掺杂剂的浓度进行完美的控制,因为能隙不同的发光体必然存在竞争。事实上以热动力学的视角看,低能隙更易于退激发(De-excit-ed)。图8-12所示为具有PAP-NAP基质(蓝色发光体)的小分子OLED色度坐标与红荧烯(Rubrene)掺杂剂(黄色发光体)浓度的关系。

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图8-12 电压固定时PAP-NAP基OLED色度坐标与黄光红荧烯掺杂剂浓度的关系(见彩页)

实际上,每种发光材料的浓度控制因聚合物的性质而变得十分容易。各成分在使用薄层沉积工艺之前被混合在一起。

在同一分子上引入若干发射中心,根据能隙可对各种弛豫方法进行更有效的控制。事实上,一个分子只能承受一个空穴-电子对。

另一方面,仅几种发光体的共存就会首先使最低能隙的材料能级被填满,所以二极管的色度坐标会随注入载流子的数量而变化。

这种简单的结构通常会获得最高的效率,然而在发光品质方面,CRI(显色指数)却比较低。

同样,还可使用数量更多(大于2)的发光体,但对于小分子材料而言却更难以实施,因为需要采用浓度受控的共蒸法。