采用瞬态电致发光研究磷光掺杂体系发光瞬时过冲的发射机理

发布时间：2019-10-09 06:09

【摘要】：掺杂型有机电致发光器件中载流子累积、载流子复合等物理过程的深入了解对提高器件效率和稳定性有重要作用。通过瞬态电致发光测量可以研究掺杂型有机电致发光器件内部载流子累积。对结构为:ITO/NPB(30 nm)/host:Ir(ppy)_3/BCP(10 nm)/Alq_3(20 nm)/LiF(0.7nm)/Al(100 nm)的器件分别研究主体材料以及客体掺杂浓度变化对有机掺杂型器件瞬态发光行为的影响。实验发现,当单脉冲驱动电压关闭后,只有TAZ:Ir(ppy)_3掺杂器件出现发光瞬时过冲现象,即发光强度衰减到一定时间时突然增强;且随着客体掺杂浓度的增加,瞬时过冲强度逐渐增强。通过分析TAZ:Ir(ppy)_3掺杂器件的瞬时过冲强度对主体材料与掺杂浓度的依赖关系,进一步发现,瞬时过冲效应强度主要受限于发光层内部积累的电子载流子;TAZ:Ir(ppy)_3发光层内电子容易被客体材料分子俘获并积累,电场突变时陷阱电子容易跳跃到主体材料上并与主体材料上积累的空穴形成激子,激子能量传递到客体材料上并复合发光继而出现发光强度的瞬时过冲现象。研究发光瞬时过冲行为可探究器件发光层内的载流子和激子的动态行为,有利于指导器件的设计,从而减少积累电荷的影响,提高器件的性能。
【图文】：

第３期逦光谱学与光谱分析逦７１１逡逑（ａ）逦１邋Ａ邋Ａ逦（ｂ）邋Ｉ逦逦逦逡逑－逦，３．0．逦－逡逑丁逦Ａｌｑ３邋Ｊ邋３逦§逦３０逦Ｈ逡逑Ｕ邋－４．０－邋ｇ邋ＮＰＢ逦＾邋ｒ邋＿４．３逡逑ｊｔ0＿逦ＰＶＫ邋ＣＢＰ邋ＴＡＺ邋｜邋Ａｌｑ３逡逑ｉ逦、逦Ｉ邋－５．０－邋４．７邋＝邋逦邋５．６逦ＲＣＰ逡逑s6逦５－，0－逦ｙ邋Ｌ，逡逑４逦ＰＥＤＯＴ：ＰＳＳ邋，逦＿７0．逦从邋＿逡逑Ｇｌａｓｓ邋ｓｕｂｓｔｒａｔｅ／ＩＴＯ逦逦逡逑图１逦（ａ）器件结构图；（ｂ）器件能级图逡逑Ｆｉｇ．邋１逦（ａ）邋Ｐｒｉｎｃｉｐｌｅ邋ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ邋ｏｆ邋ａｎ邋ｐｈｏｓｐｈｏｒｅｓｃｅｎｔ邋ＯＬＥＤ邋ｄｅｖｉｃｅ；邋（ｂ）邋Ｆ２ｎｅｒｇｙ邋ｌｅｖｅｌ邋ｄｉａｇｒａｍ邋ｏｆ邋ｔｈｅ邋ＯＬＥＤｓ逡逑表１器件结构列表逡逑Ｔａｂｌｅ邋１邋Ｓｕｍｍａｒｙ邋ｏｆ邋ｄｅｖｉｃｅ邋ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ逡逑编号逦器件结构逡逑＾Ａ逦ＩＴＯ／ＰＥＤＯＴ邋：邋ＰＳＳ／ＮＰＢＡｌ逦：邋８邋Ｗｔ％）ＴＡＺ：Ｉｒ（ｐｐｙ）３／ＢＣＰ／Ａｌｑ３／ＬｉＦ／Ａｌ逡逑Ｂ逦ＩＴＯ／ＰＥＤＯＴ邋：邋ＰＳＳ／ＮＰＢ／Ｃ１逦：邋８邋Ｗｔ％）ＰＶＫ：邋Ｉｒ（ｐｐｙ）３／ＢＣＰ／Ａｌｑ３／ＬｉＦ／Ａｌ逡逑Ｃ逦ＩＴＯ／ＰＥＤＯＴ邋：邋ＰＳＳ／ＮＰＢＡｌ逦：邋８邋Ｗｔ％）ＣＢＰ：Ｉｒ（ｐｐｙ）３／ＢＣ：Ｐ／Ａｌｑ３／ＬｉＦ／Ａｌ逡逑Ｄ逦ＩＴＯ／ＰＥＤＯＴ邋：邋ＰＳＳ／ＮＰＢ／ｐｕｒｅ邋Ｉｒ（ｐｐｙ）３／ＢＣＰ／Ａｌｑ３／ＬｉＦ／Ａｌ逡逑Ｅ逦ＩＴＯ／ＰＥＤＯＴ邋：邋ＰＳＳ／ＮＰＩＶ（１邋：邋１２邋Ｗｔ％）ＴＡＺ：邋Ｉｒ（ｐｐｙ）３／ＢＣＰ／Ａｌｑ３／Ｌ

）逡逑器的响应速度快，可忽略其对瞬态ＥＬ信号的影响。器件的逦｜逦＃逡逑光谱由ＣＣＤ光谱仪测得。所有测试工作都在大气环境室温逦！逦Ｐ逦Ｖ＼逡逑下完邋逦邋１逦０．２－逦ｉｌ逡逑ＯＬＥＤ邋ｕｎｉｔ逦ｇ逦Ｍｉ逡逑Ａｌ（ｃａｔｈｏｄｅ）逦／逦＾逡逑／ｒｒ＾邋ＩＴＯ（ａｎｏｄｅ）逦逦（逦｜逦）逦「逡逑■｜邋逦逦邋４００逦５００逦６００逦７００逦８００逡逑｜邋Ｌｉｇｈｔ邋ｏｕｔｐｕｔ）邋ＰＭＴ邋—ｐ逦Ｗａｖｅｌｅｎｇｔｈ／ｎｍ逡逑，，ＪＢ逦｜邋ｉｉＫｎ逦图３不同主体材料的器件归一电致发光光谱图逡逑Ｌ－Ｉ邋Ｉ邋Ｉ邋２６０邋逦逦￣逦Ｆｉｇ．邋３邋Ｔｈｅ邋ｎｏｒｍａｌｉｚｅｄ邋ＥＬ邋ｓｐｅｃｔｒａ邋ｏｆ邋ａｌｌ邋ｄｅｖｉｃｅｓ逡逑１逦逦１逦器件的瞬态ＥＬ归一化曲线如图４所示，关闭驱动电压逡逑Ｐｕｌｓｅ邋Ｇｅｎｅｒａｔｏｒ邋（Ｖ）逦＿邋Ｄｉｇｉｔａｌ邋Ｏｓｃｉｌｌｏｓｃｏｐｅ邋（Ｖ）逦后，器件瞬态发光曲线呈现出不同的特点：只有器件Ａ观察逡逑图２瞬木电致发光测量系统原理图逦到瞬日’Ｊ■过冲现象’且拖尾现象明显？器件Ｂ邋ｆｑｃ瞬，态发光；则逡逑Ｆｉｇ．邋２邋Ｓｃｈｅｍａｔｉｃ邋ｄｉａｇｒａｎ，邋ｏｆ邋．ｈｅ＾ｅｒｉｍｅｎ．ａ．邋ｓｅｔｕｐ逦榞减弱』光瞬时过冲现象属于激子复合发光行为，可能逡逑ｆｏｒ邋ｔｒａｎｓｉｅｎｔ邋ｅｌｅｃｔｒｏｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ逦来自于以下两个过程：发光层内积累电荷的再复合过程以及逡逑陷阱电荷释放后的再复合过程。分析能级结构发现，该现象逡逑２逦受发光层内靠近阴极界面的积累空穴影响小，而受陷阱电子逡逑的影响大。从图１（ｂ）能级结构看，空穴阻挡层ＢＣＰ与主体逡逑
【作者单位】： 北京交通大学发光与光信息技术教育部重点实验室;北京交通大学光电子技术研究所;
【基金】：国家重点研发计划项目(2016YFB0401302) 国家自然科学基金项目(11474018) 北京市科委重大项目(D161100003416001) 中央高校基本科研业务费专项资金项目(2016JBM066)资助
【分类号】：TN383.1

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