理化所实现1微米厚的低工作电压、高效和稳定的OLEDs

　　有机发光二极管（OLEDs）被认为是下一代显示器和照明最有前途的设备。然而，基板上透明的锡掺杂的氧化铟（ITO）的不均匀表面形态或者残留物通常会诱发随后沉积的有机层的缺陷，导致阳极和阴极之间形成分流路径，从而使设备性能和稳定性恶化。鉴于此，制备具有较厚传输层的OLEDs是克服这一障碍的有效解决方案，然而使用传统的纯有机材料(μ～10-6-10-3 cm2V-1s-1)制备超厚的电荷传输层通常需要更高的工作电压，因此不可避免地产生焦耳热，对器件性能产生不良影响并加速了设备老化。因此，实现超厚且具有高性能和低工作电压的纯有机发光二极管仍然是一项艰巨的挑战。 

　　近日，中科院理化所光响应材料与器件研究中心的汪鹏飞研究员和王鹰研究员使用MoO3/SimCP2作为空穴注入层可以实现电极与4,4′-（环己烷-1,1-二基）双（N,N-二对甲苯）（TAPC）空穴传输层的欧姆接触，显著增加了空穴注入能力。实验表明，随着TAPC厚度的增加，薄膜的粗糙度呈现明显的下降；另一方面，对于像TAPC这种电荷迁移率(μ～10-3 cm2V-1s-1)相对较高的有机材料，只有在厚度超过900nm时才可以实现欧姆接触，而在厚度较薄时的注入势垒仍然不可忽略，对以往人们所认为的实现欧姆接触的策略进行了更正。在此基础上成功实现了厚度超过1μm且具有低工作电压的高效稳定的红、绿和蓝色OLEDs，器件最大外量子效率分别为23.09%、22.19%和7.39%，亮度在1000cd/m2时的驱动电压仅为5.11V、3.55V和6.88V，器件的LT95寿命分别为55000小时、18000小时和1600小时。该工作为基于OLEDs的大面积显示和照明设备的高良率铺平了道路。相关研究成果以Efficient and stable one-micrometre-thick organic light-emitting diodes为题发表于光子学领域权威杂志Nature photonics。理化所博士生刘冠豪和李志毅为论文共同第一作者，汪鹏飞研究员和王鹰研究员为共同通讯作者。 


950nmTAPC厚度的器件特性。(a) 不同亮度下的器件外量子效率；(b)不同亮度下的LT95寿命。 

　  

　　原文链接：https://www.nature.com/articles/s41566-022-01084-x