电子注入层迁移率对Rubrene/C60基发光二极管半带隙开启电压的调控

半带隙开启特性是有机发光二极管独有的一种光电属性,但电子注入层(electron injection layer,EIL)如何影响半带隙开启的研究还未见报道.本文选取电子迁移率按数量级依次降低的EIL材料制备了三组控制器件,发现随EIL电子迁移率的依次降低,器件的开启电压分别呈现出半带隙(half-band-gap)开启、亚带隙(sub-band-gap)开启和正常开启的物理现象.器件发光的特征磁效应(magneto-electroluminescence,MEL)结果显示:EIL电子迁移率高的器件实现半带隙开启主要归因于三重态-三重态湮灭(triplet-triplet annihilation,TTA,T1,Rb+T_(1,Rb)→S_(1,Rb)+S_(0))过程有效降低了器件的开启电压(1.1 V).但在EIL电子迁移率较低的器件中,为注入更多电子需要在低电子迁移率的EIL上施加更高的电压,从而抵消了TTA过程降低的开启电压,因此随着EIL电子迁移率依次降低其开启电压表现为亚带隙开启(2.1 V)和正常开启(4.1 V).此外,高EIL电子迁移率的器件中TTA更强,亮度更高.这是由于器件中形成了更多数量的三重激基复合物EX3态并通过Dexter能量传递过程形成T_(1,Rb).本工作进一步加深了对Rubrene/C60型器件中电子迁移率对开启电压影响的理解以及相关物理微观机制的认识.