喷墨打印制备高效柔性有机发光二极管（OLED）

联系人:王 　　福州大学李福山教授研究团队使用高精度喷墨打印机（MicroFab JetlabⅡ喷墨打印系统）制备了高效柔性有机发光二极管（OLED），绿色OLED器件效率提高了近一倍，EQE可达9.45%，电流效率为28cd/A。此外，在柔性基材上实现了1英寸的白色OLED阵列器件，EQE可达4.8%，进一步证实了喷墨印刷柔性器件大规模生产的可行性。 　　介绍 　　经过几十年的蓬勃发展，有机发光二极管（OLED）已经成功地在平板显示器和固态照明领域商业化，柔性OLED因其高便携性和低功耗的优势而受到广泛关注。传统的真空蒸发沉积技术制备存在成本高的问题，而喷墨打印则具有材料利用率高、图案精度高、便于大规模生产等优点。近年来，用喷墨打印技术制备的OLED器件取得了相当大的进展。 　　▲图1喷墨打印制造柔性OLED的工艺。 　　李福山教授研究团队采用喷墨打印技术在PET衬底上制备了OLED器件，如图1所示，OLED墨水的印刷是通过使用配备直径30μm压电喷头的MicroFab JetlabⅡ高精度喷墨打印系统完成的。 　　▲图2喷墨印刷的绿色柔性OLED的器件性能。a）UV光照下OLED像素点的光学照片。b）施加偏压刺激下OLED像素点的光学照片。c）绿色柔性OLED器件结构。d）柔性绿色OLED的电致发光光谱。e）电流效率和外部量子效率作为绿色柔性oled亮度的函数。 　　通过仔细调整材料浓度和优化打印参数，打印的点在柔性基底上表现出异常的均匀性（图2a和b）。该器件的电致发光（EL）光谱的发射峰在535nm处，半峰全宽（FWHM）为83nm（图2d）。柔性绿色OLED具有较高的发光效率，EQE和电流效率分别为5.0%和15.3cd/A（图2e）。 　　▲图3 a）柔性白色OLED器件的器件结构与掺杂PEG的PEDOT：PSS孔注入层。b）白色柔性OLED的电致发光光谱。c）白色柔性OLED的外部量子效率作为亮度的函数。d）白色柔性OLED的亮度-电压曲线。e）外部偏压刺激下弯曲条件下1英寸OLED阵列器件的光学照片。f）发光柔性OLED阵列器件的光学照片。插图：显示“FZU”字符的柔性OLED阵列设备。 　　白色OLED在常规照明和显示背光应用领域受到广泛关注，白色柔性OLED的示意图如图3a所示，在白色柔性OLED器件中引入掺杂PEG的PEDOT：PSS作为孔穴注入层，可以提高器件的效率，EQE增加到4.8%，是未掺杂PEG的原始OLED（2%）的2倍多（图3c），图3e展示了有源发光区域为1英寸，分辨率为73像素/英寸（PPI）的白色柔性OLED阵列器件，证明利用喷墨打印技术进行放大制造的能力。白色柔性OLED阵列器件在严重的弯曲条件下，能在外部偏压刺激下均匀发光，还能显示“FZU”（福州大学的缩写）字符。以上结果证实了基于喷墨打印技术制造大尺寸白色柔性OLED器件的可行性。 　　结论 　　喷墨打印技术可以实现具有高发光效率的柔性OLED器件，采用PEG修饰PEDOT：PSS空穴注入层，显著提高了柔性OLED器件的性能。PEG掺杂后，绿色和白色柔性OLED器件的EQE分别从5%增加到9.5%，从2%增加到4.8%，在严重弯曲条件下仍可实现均匀发光。喷墨打印为实现大面积、高效、柔性OLED器件开辟了一条新的途径。 　　二极管：https://ejg.ybzhan.cn/ 　　仪器仪表：https://www.ybzhan.cn/