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Nature Photon.：理化所汪鵬飛、王鷹團隊實現1微米厚的低工作電壓、高效和穩定的OLEDs

來源：中科院理化所 2022-10-27

導讀：近日，中科院理化所光響應材料與器件研究中心的汪鵬飛研究員和王鷹研究員使用MoO3/SimCP2作為空穴注入層可以實現電極與4,4′-（環己烷-1,1-二基）雙（N,N-二對甲苯）（TAPC）空穴傳輸層的歐姆接觸，顯著增加了空穴注入能力。

有機發光二極管（OLEDs）被認為是下一代顯示器和照明最有前途的設備。然而，基板上透明的錫摻雜的氧化銦（ITO）的不均勻表面形態或者殘留物通常會誘發隨后沉積的有機層的缺陷，導致陽極和陰極之間形成分流路徑，從而使設備性能和穩定性惡化。鑒于此，制備具有較厚傳輸層的OLEDs是克服這一障礙的有效解決方案，然而使用傳統的純有機材料(μ～10-6-10-3 cm2V-1s-1)制備超厚的電荷傳輸層通常需要更高的工作電壓，因此不可避免地產生焦耳熱，對器件性能產生不良影響并加速了設備老化。因此，實現超厚且具有高性能和低工作電壓的純有機發光二極管仍然是一項艱巨的挑戰。

近日，中科院理化所光響應材料與器件研究中心的汪鵬飛研究員和王鷹研究員使用MoO3/SimCP2作為空穴注入層可以實現電極與4,4′-（環己烷-1,1-二基）雙（N,N-二對甲苯）（TAPC）空穴傳輸層的歐姆接觸，顯著增加了空穴注入能力。實驗表明，隨著TAPC厚度的增加，薄膜的粗糙度呈現明顯的下降；另一方面，對于像TAPC這種電荷遷移率(μ～10-3 cm2V-1s-1)相對較高的有機材料，只有在厚度超過900nm時才可以實現歐姆接觸，而在厚度較薄時的注入勢壘仍然不可忽略，對以往人們所認為的實現歐姆接觸的策略進行了更正。在此基礎上成功實現了厚度超過1μm且具有低工作電壓的高效穩定的紅、綠和藍色OLEDs，器件最大外量子效率分別為23.09%、22.19%和7.39%，亮度在1000cd/m2時的驅動電壓僅為5.11V、3.55V和6.88V，器件的LT95壽命分別為55000小時、18000小時和1600小時。該工作為基于OLEDs的大面積顯示和照明設備的高良率鋪平了道路。相關研究成果以Efficient and stable one-micrometre-thick organic light-emitting diodes為題發表于光子學領域權威雜志Nature photonics。理化所博士生劉冠豪和李志毅為論文共同第一作者，汪鵬飛研究員和王鷹研究員為共同通訊作者。