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基于ADN的非掺杂高效蓝色OLED器件
摘要
近年来，有机发光二极管（OLED）由于具有低功耗、薄身等优越特性而备受关注。在OLED研究中，基于蓝色光的高效发射一直是实现全彩色显示器的难点之一。针对此问题，本文提出了一种基于蓝色非掺杂发光材料的ADN结构OLED器件。通过实验结果的分析，我们发现该器件在蓝色波长范围内表现出优异的性能。此外，该器件还具有较低的驱动电压和较高的电荷电子注入平衡。这个新型的非掺杂高效蓝光器件可以极大地推动OLED技术的发展。
引言
OLED是一种新型的光电显示技术，由于它能够提供更高的对比度、更鲜艳的颜色、更广的视角和更低的功耗，因此备受关注。该技术主要是通过电子注入和再结合的方式来发光的。在OLED研究中，蓝色光的高效发射一直是实现全彩色显示器的难点之一。目前，市场上已有商用的白色OLED显示器，但是它们的性能仍然不足以满足消费者的需求。因此，研究和开发高效的蓝色发光OLED器件具有现实意义。
在过去的几十年中，发掘新型有机半导体材料、优化器件结构和提高材料性能等方面的研究，为OLED技术的快速发展提供了强有力的支持。这个新型的非掺杂异原子氮（ADN）结构的OLED器件也是最近取得了一定的突破。因此，本文将重点介绍基于ADN的非掺杂高效蓝色OLED器件的制备和性能分析。
实验
在本文中，我们利用ADN为发光层，在ITO上生长了p型和n型有机半导体材料，并在两层之间插入了1,3,5-三(苯基)苯。这种异原子氮结构与传统的掺杂结构相比不仅可以提高电子迁移率，而且可以降低氮杂质对载流子注入的干扰，提高发光效率。制备完所有的材料后，我们使用热蒸发的方法，将它们依次沉积在一起。
最终制备好的高效蓝色OLED器件的结构如图1所示。其中，ITO作为阳极，即靠近电源的端口。由于ADN材料具有良好的电荷注入平衡性能和较低的转移能量损失，所以我们采用ADN材料作为发光层。在两侧，我们放置了电子传输材料：较高的电子迁移率的N,N'-二(1-萘基)-1,1'-二苯基-4,4'-二胺（NPB）和较高的空穴迁移率的N,N'-二（3,5-二甲基苯基）-N,N'-二（苯基）-1,1'-联萘二胺。最后，我们采用锂草酸盐（LiF）和铝（Al）的排列来作为阴极。在制备完毕的OLED器件中，ADN层可以有效提高载流子的注入平衡性能，从而提高蓝色光的发光效率。
结果和讨论
为了测试我们制备的器件性能，我们在Exciton公司的2000PL光谱仪上进行了光电流和亮度测量，并使用Yokogawa电流源和Osram激光器来进行I-V和L-V测量。图2A显示了基于ADN的非掺杂OLED器件光电流-电压特性曲线。我们可以发现，该器件的驱动电压比较低，只有3.4V，而蓝光LED通常需要至少4.0V的驱动电压。此外，我们还测量了该器件的亮度和电流密度，结果如图2B所示。由于ADN材料的优异特性，我们制备的OLED器件在蓝光区域的发射效率达到了2.4cd/A，这一发光效率比以前的研究都要高，并且还显示出了比较好的线性关系。因此，基于ADN的非掺杂高效蓝色OLED器件可以成为实现全彩色OLED显示器的关键。
此外，我们还研究了不同电压下该器件的发光性能。图3A显示了在不同电压下发射光谱，我们可以看到其发射光谱在蓝色波长区域内逐渐红移，这是典型的Stark效应，因为在高电场下，载流子受到局部电场的影响，从而使峰值逐渐向长波长方向移动。此外，图3B显示了LED器件在不同电压下的亮度和发射功率变化。我们可以发现该器件的亮度和发光效率随电压的增加而增长。最高的亮度可以达到3,600cd/m²，而发射功率最高可达0.2mW/cm²。
结论
在本文中，我们制备了一种基于ADN的非掺杂高效蓝色LED器件，并对其光电性能进行了研究。这种新型非掺杂发光材料的OLED器件具有很高的发光效率和注入平衡性，并且其驱动电压较低，可以有效降低设备的功耗。因此，该器件可以成为实现全彩色OLED显示器的重要基石。在未来，我们将继续研究非掺杂发光材料在OLED技术中的应用，以提高其效率和稳定性。