NPB厚度对白光OLED性能的影响研究

同样，从图2(c)电流密度与亮度的关系曲线中看出，四组器件的发光亮度随电流密度的增加而增大，在同一电流密度下，NPB的厚度为35nm时器件的亮度最大，30nm其次，15nm时的亮度也达到了11650cd/m2,最低亮度7790cd/m2是NPB厚度为40nm时器件的亮度，总之对比同一电流密度下各个器件的发光亮度，仍然是NPB厚度为35nm时器件的发光性能最佳。另外，封装后经实验测得，采用以ADN作为主体材料，掺杂红光和蓝光染料体系制备的白光OLED器件其可靠性较好，表现出较好的色稳定性。

由此可以得出：增加NPB的厚度可以提高器件的发光效率和亮度，对于有机小分子发光器件来说，电子传输层的迁移率比空穴传输层的迁移率要小两个数量级。一般的器件电荷都是不平衡的，电子是少子。然而虽然在NPB层中空穴的迁移率较高，考虑了空穴在薄的NPB层中隧穿效应的影响，增加NPB层厚度能够很好地匹配到达载流子复合区域的空穴数量，使电子和空穴的注入达到平衡。器件在初始发光时，复合区域内部电子的数目与空穴的数目相匹配，这是提高器件效率的重要原因。但是NPB太厚了发光效率会下降也是同样的道理。可以推测：在器件C中，电子和空穴的注入达到了更为平衡的趋势，激子辐射跃迁的概率最大。器件效率较高的另外一个原因是用于蓝光发射的NPB层较厚，为NPB激子的形成、扩散和辐射衰减都提供了充分的空间和充足的能量。

图3　四组器件在2815mA/cm2下的电致发光(EL)光谱

图3所示为四组器件在2815mA/cm2下的电致发光(EL)光谱。从图中可以看出，随着NPB厚度从15nm增加到40nm,四组器件的颜色也稍微发生了变化，但都处于白光区域。15nm时的色坐标位于(013446,013175)处，器件发白光偏黄色，发光效率为2142lm/W,发光谱峰在463nm和567nm处，在492nm处伴有微弱的尖峰。当NPB厚度为30nm时，器件发标准白光，色坐标位于(013016,013385)处，接近白光中心点，发光效率为2161lm/W,发光谱峰在464nm和564nm处，在493nm处伴有微弱的尖峰，红光成分明显减少。

012715,013139)，发光颜色偏蓝光，此处发光效率最大，为2194lm/W,发光谱峰在463nm和563nm处，在492nm处伴有微弱的尖峰，红光成分进一步减少。当NPB厚度为40nm时，色坐标为(012748,013129)，发光颜色仍然是白光偏蓝色，发光效率为2173lm/W,发光谱峰在462nm和565nm处，在491nm处伴有微弱的尖峰。

NPB层的厚度有效地调节了载流子复合区域的位置并且改变了器件的发光颜色，图中四组器件的前半个谱峰基本重合，与蓝光材料TBPe的双峰波长相近，因此考虑是TBPe的蓝光发射贡献。但是后半个谱峰随着NPB厚度的增加其高度各不相同，然而波峰位置都在565nm左右，这可能是由于器件中的绿光材料Alq3和红光材料DCJTB叠加产生的结果，高度不同说明掺杂的红光材料DCJTB在四组器件中的比重随着NPB膜层厚度的不同在发生变化，以致影响了四组器件的发光颜色。当NPB层的厚度为15nm时，DCJTB红光发射较强，比重较大，红光绿光蓝光的比重分别为1314%,7914%和712%,因此器件颜色偏黄。随着NPB厚度的增加，当厚度在30nm时，红光发射减弱，比重减少，红绿蓝分别为1117%,7813%和919%,器件调整成标准的白光器件，色坐标几乎和白色等能点重合;当NPB层的厚度在35nm以上时，DCJTB红光发射进一步减弱，比重减少，而TBPe的蓝光发射变强，红绿蓝比重分别为1011%,7717%和1212%,所以器件为白光偏蓝色。可用微腔效应来解释这一结果，OLED器件极易受到微共振腔体光学干涉效应的影响，尤其是空穴传输层NPB厚度的影响，常常由于这些微小的膜厚因素的变化而导致器件电致发光性能的变化，其理论依据是微腔能对谐振波长和非谐振波长处的自发辐射起到增强和抑制作用，因此有机电致发光中的微腔不仅将材料的自发辐射光谱重新分布，而且有可能带来效率的提高。NPB厚度的增加可能会在NPB薄膜表面形成微腔效应，从而带来器件颜色和效率等电致发光性能的改变。

3　结论

通过实验可以得到如下结论：

(1)改变NPB的厚度对于堆叠式白光OLED性能影响很大。增加NPB厚度可以提高白光OLED器件的性能。当厚度为35nm时，亮度和发光效率都达到最大值，然而增加到40nm时，亮度和效率显着下降。

(2)增加NPB的厚度可以提高器件的发光效率和亮度，通过调节厚度能够很好地限制到达载流子复合区域的空穴数量，使电子和空穴的注入达到平衡。

(3)NPB层厚度的增加有效地调节了载流子复合区域的位置并且改变了器件的发光颜色。