界面特性调控电荷生成层实现高稳定性串联有机发光二极管

为解决串联有机发光二极管(OLED)中电荷生成单元(CGU)稳定性不足导致的器件寿命缩短问题，研究人员通过引入深LUMO材料HAT-CN和Yb缓冲层优化界面特性，显著提升电荷分离能力并抑制Li扩散，使器件寿命提升23.4%。该研究为高性能串联OLED的商业化提供了关键技术路径。

　　

在显示技术领域，有机发光二极管(OLED)因其卓越的对比度、柔性特性和快速响应速度，已成为车载显示和柔性屏幕市场的核心技术。然而，传统单层OLED面临效率与寿命的瓶颈，而串联结构(将多个发光单元堆叠)虽能通过降低电流密度延长寿命，却因电荷生成层(CGU)的界面不稳定性和电压升高问题阻碍其商业化进程。尤其令人困扰的是，CGU中锂离子扩散导致的界面劣化会显著降低器件稳定性，这一机制长期缺乏系统研究。

针对这一挑战，韩国贸易工业和能源部资助的研究团队在《Journal of Industrial and Engineering Chemistry》发表重要成果。研究人员创新性地采用深最低未占分子轨道(LUMO)材料六氮杂苯并菲-六碳腈(HAT-CN)与镱(Yb)缓冲层的协同策略，首次揭示了锂扩散是CGU性能退化的关键因素，并成功将串联OLED寿命提升47.3%。这项研究不仅为界面工程提供了新思路，更推动了OLED技术在高端显示领域的应用突破。

关键技术方法包括：1) 制备三种CGU结构(p-HTL/n-ETL、n-ETL/HAT-CN/HTM、n-ETL/HAT-CN/p-HTL)对比电荷生成特性；2) 通过驱动操作后分析界面特性变化；3) 引入Yb缓冲层抑制Li扩散；4) 系统评估器件寿命与效率参数。

结果与讨论
通过对比三种CGU结构发现，n-ETL/HAT-CN/p-HTL结构展现出最优电荷注入能力，其串联OLED寿命比传统p-HTL/n-ETL结构提升23.9%。深层机制分析表明，HAT-CN虽增强电荷分离，但会导致n型电子传输层(n-ETL)中锂离子扩散，进而劣化界面电荷注入特性。研究人员创新性地引入2nm厚Yb缓冲层后，有效阻断了锂扩散路径，使器件寿命再获23.4%提升。

结论
该研究证实：1) HAT-CN的深LUMO特性可优化电荷分离；2) Li扩散是界面退化的主因；3) Yb缓冲层能稳定CGU界面特性。这种"材料-界面-器件"协同优化策略，为开发高稳定性串联OLED提供了明确方向，对推动超薄柔性显示技术发展具有重要意义。