【亮点文章】空穴传输层的厚度对石墨烯基有机发光二极管性能的影响

引用本文

刘锐, 张鼎冬, 张辉, 任文才, 杜金红. 空穴传输层的厚度对石墨烯基有机发光二极管性能的影响[J]. 材料研究学报, 2024, 38(3): 168-176

LIU Rui, ZHANG Dingdong, ZHANG Hui, REN Wencai, DU Jinhong. Effects of the Thickness of the Hole Transport Layer on the Performance of Graphene-based Organic Light-emitting Diodes[J]. Chinese Journal of Materials Research, 2024, 38(3): 168-176

DOI:10.11901/1005.3093.2023.198

空穴传输层的厚度对石墨烯基有机发光二极管性能的影响

刘锐^1,2, 张鼎冬², 张辉¹, 任文才², 杜金红²

^1. 沈阳化工大学材料科学与工程学院 沈阳 110142

^2. 中国科学院金属研究所 沈阳材料科学国家研究中心 沈阳 110016

摘要

以石墨烯作为透明阳极、以1,1-双[4-[N,N-二(对甲苯基)氨基]苯基]环己烷(TAPC)作为空穴传输层，用蒸镀法构建柔性绿光OLED器件，研究了蒸镀速率对TAPC层形貌的影响和TAPC层的厚度对器件性能的影响。先控制蒸镀速率分别为0.05、0.1和0.15 nm·s^-1制备了厚度为60 nm的TAPC膜层，蒸镀速率为0.05 nm·s^-1的TAPC膜层其表面粗糙度(2.52 nm)最低。随后在保持其他材料层厚度不变的情况下，以0.05 nm·s^-1的蒸镀速率分别制备了厚度为50、60、70和80 nm的TAPC膜层并构建了OLED器件。对比研究发现，TAPC层厚度为70 nm的器件性能最佳，其最大亮度达到34350 cd·m^-2，最高外量子效率(EQE)达到21.02%。该器件还具有优异的柔韧性，是色坐标位于(0.3140，0.6386)的标准绿光OLED器件。

关键词：无机非金属材料; 有机发光二极管; 空穴传输层; 石墨烯; 柔性光电子

图4 OLED器件的J-V曲线、L-V曲线、CE-L曲线、PE-L曲线、EQE-L性能、电致发光的光谱图、CE最大值、PE最大值和EQE最大值

图6 柔性绿光G-OLED器件的性能

结论

以石墨烯为透明阳极、以TAPC为HTL可制备柔性绿光G-OLED器件。蒸镀速率为0.05 nm·s^-1时制备的TAPC薄膜其表面粗糙度较低，有利于提高器件界面的质量。在保持其他各功能层厚度不变的条件下，TAPC厚度为70 nm的G-OLED器件性能最佳：外量子效率达到21.02%、电流效率达到78.10 cd·A^-1、功率效率达到60.04 lm·W^-1、最大亮度达到34350 cd·m^-2。这种器件具有优异的柔韧性，将其反复弯折后器件仍能稳定工作，即使在弯折过程中仍能均匀发光。