Abstract

We demonstrate a nondoped white organic light-emitting diode in which the blue, green, and red emissions are generated from 4,4-bis(2,2-diphenylvinyl)-1,1-biphenyl, tris(8-hydroxyquinoline)aluminum, and a submonolayer of 4-(dicyanomethylene)-2-t-butyl-6-(1,1,7,7- tetramethyl-julolidyl 9-enyl)-4H-pyran layers, respectively. A thin layer of N,N-diphenyl-N,N-bis(1-naphthyl)(1,1-benzidine)-4,4-diamine (NPB), which differed from the traditional hole-transporting layer, was introduced into the device. The thickness of this thin NPB layer was changed to tune the chromaticity and optimize the white color quality. The white device with a 3nm chromaticity-tuning NPB layer gives the Commission Internationale de l’Eclairage-1931 xy coordinate of (0.327, 0.336), a color rendering index of 90.2, a maximum luminance of 19,096cdm2, and a maximum current efficiency of 4.12cdA. The electroluminescence mechanism of the white device was also discussed.

© 2007 Optical Society of America

Full Article  |  PDF Article

References

  • View by:
  • |
  • |
  • |

  1. J. Kido, H. Shionoya, and K. Nagai, Appl. Phys. Lett. 67, 2281 (1995).
    [CrossRef]
  2. Y. Sun, N. C. Giebink, H. Kanno, B. Ma, M. E. Thompson, and S. R. Forrest, Nature 440, 908 (2006).
    [CrossRef] [PubMed]
  3. J. Y. Li, D. Liu, C. Ma, O. Lengyel, C. S. Lee, C. H. Tung, and S. T. Lee, Adv. Mater. (Weinheim, Ger.) 16, 1538 (2004).
    [CrossRef]
  4. J. H. Niu, W. L. Li, H. Z. Wei, M. T. Li, W. M. Su, Q. Xin, Z. Q. Zhang, and Z. Z. Hu, J. Phys. D 38, 1136 (2005).
    [CrossRef]
  5. A. R. Duggal, J. J. Shiang, C. M. Heller, and D. F. Foust, Appl. Phys. Lett. 80, 3470 (2002).
    [CrossRef]
  6. T. Tsuji, S. Naka, H. Okada, and H. Onnagawa, Appl. Phys. Lett. 81, 3329 (2002).
    [CrossRef]
  7. W. F. Xie, Z. J. Wu, S. Y. Liu, and S. T. Lee, J. Phys. D 36, 2331 (2003).
    [CrossRef]
  8. H. Choukri, A. Fischer, S. Forget, S. Chénais, M. C. Castex, D. Adés, A. Siove, and B. Geffroy, Appl. Phys. Lett. 89, 183513 (2006).
    [CrossRef]
  9. Z. S. Su, W. L. Li, M. L. Xu, T. L. Li, D. Wang, W. M. Su, J. H Niu, H. He, J. Z. Zhu, and B. Chu, J. Phys. D 40, 2783 (2007).
    [CrossRef]
  10. M. Matsumura and T. Furukawa, Jpn. J. Appl. Phys., Part 1 40, 3211 (2001).
    [CrossRef]
  11. C. H. Chen and H. F. Meng, Appl. Phys. Lett. 86, 201102 (2005).
    [CrossRef]
  12. C. J. Liang and W. C. H. Choy, Appl. Phys. Lett. 89, 251108 (2006).
    [CrossRef]
  13. H. Nakanotani, H. Sasabe, and C. Adachi, Appl. Phys. Lett. 86, 213506 (2005).
    [CrossRef]
  14. V. Bulovic, R. Deshpande, M. E. Thompson, and S. R. Forrest, Chem. Phys. Lett. 308, 317 (1999).
    [CrossRef]

2007

Z. S. Su, W. L. Li, M. L. Xu, T. L. Li, D. Wang, W. M. Su, J. H Niu, H. He, J. Z. Zhu, and B. Chu, J. Phys. D 40, 2783 (2007).
[CrossRef]

2006

Y. Sun, N. C. Giebink, H. Kanno, B. Ma, M. E. Thompson, and S. R. Forrest, Nature 440, 908 (2006).
[CrossRef] [PubMed]

H. Choukri, A. Fischer, S. Forget, S. Chénais, M. C. Castex, D. Adés, A. Siove, and B. Geffroy, Appl. Phys. Lett. 89, 183513 (2006).
[CrossRef]

C. J. Liang and W. C. H. Choy, Appl. Phys. Lett. 89, 251108 (2006).
[CrossRef]

2005

H. Nakanotani, H. Sasabe, and C. Adachi, Appl. Phys. Lett. 86, 213506 (2005).
[CrossRef]

C. H. Chen and H. F. Meng, Appl. Phys. Lett. 86, 201102 (2005).
[CrossRef]

J. H. Niu, W. L. Li, H. Z. Wei, M. T. Li, W. M. Su, Q. Xin, Z. Q. Zhang, and Z. Z. Hu, J. Phys. D 38, 1136 (2005).
[CrossRef]

2004

J. Y. Li, D. Liu, C. Ma, O. Lengyel, C. S. Lee, C. H. Tung, and S. T. Lee, Adv. Mater. (Weinheim, Ger.) 16, 1538 (2004).
[CrossRef]

2003

W. F. Xie, Z. J. Wu, S. Y. Liu, and S. T. Lee, J. Phys. D 36, 2331 (2003).
[CrossRef]

2002

A. R. Duggal, J. J. Shiang, C. M. Heller, and D. F. Foust, Appl. Phys. Lett. 80, 3470 (2002).
[CrossRef]

T. Tsuji, S. Naka, H. Okada, and H. Onnagawa, Appl. Phys. Lett. 81, 3329 (2002).
[CrossRef]

2001

M. Matsumura and T. Furukawa, Jpn. J. Appl. Phys., Part 1 40, 3211 (2001).
[CrossRef]

1999

V. Bulovic, R. Deshpande, M. E. Thompson, and S. R. Forrest, Chem. Phys. Lett. 308, 317 (1999).
[CrossRef]

1995

J. Kido, H. Shionoya, and K. Nagai, Appl. Phys. Lett. 67, 2281 (1995).
[CrossRef]

Adachi, C.

H. Nakanotani, H. Sasabe, and C. Adachi, Appl. Phys. Lett. 86, 213506 (2005).
[CrossRef]

Adés, D.

H. Choukri, A. Fischer, S. Forget, S. Chénais, M. C. Castex, D. Adés, A. Siove, and B. Geffroy, Appl. Phys. Lett. 89, 183513 (2006).
[CrossRef]

Bulovic, V.

V. Bulovic, R. Deshpande, M. E. Thompson, and S. R. Forrest, Chem. Phys. Lett. 308, 317 (1999).
[CrossRef]

Castex, M. C.

H. Choukri, A. Fischer, S. Forget, S. Chénais, M. C. Castex, D. Adés, A. Siove, and B. Geffroy, Appl. Phys. Lett. 89, 183513 (2006).
[CrossRef]

Chen, C. H.

C. H. Chen and H. F. Meng, Appl. Phys. Lett. 86, 201102 (2005).
[CrossRef]

Chénais, S.

H. Choukri, A. Fischer, S. Forget, S. Chénais, M. C. Castex, D. Adés, A. Siove, and B. Geffroy, Appl. Phys. Lett. 89, 183513 (2006).
[CrossRef]

Choukri, H.

H. Choukri, A. Fischer, S. Forget, S. Chénais, M. C. Castex, D. Adés, A. Siove, and B. Geffroy, Appl. Phys. Lett. 89, 183513 (2006).
[CrossRef]

Choy, W. C. H.

C. J. Liang and W. C. H. Choy, Appl. Phys. Lett. 89, 251108 (2006).
[CrossRef]

Chu, B.

Z. S. Su, W. L. Li, M. L. Xu, T. L. Li, D. Wang, W. M. Su, J. H Niu, H. He, J. Z. Zhu, and B. Chu, J. Phys. D 40, 2783 (2007).
[CrossRef]

Deshpande, R.

V. Bulovic, R. Deshpande, M. E. Thompson, and S. R. Forrest, Chem. Phys. Lett. 308, 317 (1999).
[CrossRef]

Duggal, A. R.

A. R. Duggal, J. J. Shiang, C. M. Heller, and D. F. Foust, Appl. Phys. Lett. 80, 3470 (2002).
[CrossRef]

Fischer, A.

H. Choukri, A. Fischer, S. Forget, S. Chénais, M. C. Castex, D. Adés, A. Siove, and B. Geffroy, Appl. Phys. Lett. 89, 183513 (2006).
[CrossRef]

Forget, S.

H. Choukri, A. Fischer, S. Forget, S. Chénais, M. C. Castex, D. Adés, A. Siove, and B. Geffroy, Appl. Phys. Lett. 89, 183513 (2006).
[CrossRef]

Forrest, S. R.

Y. Sun, N. C. Giebink, H. Kanno, B. Ma, M. E. Thompson, and S. R. Forrest, Nature 440, 908 (2006).
[CrossRef] [PubMed]

V. Bulovic, R. Deshpande, M. E. Thompson, and S. R. Forrest, Chem. Phys. Lett. 308, 317 (1999).
[CrossRef]

Foust, D. F.

A. R. Duggal, J. J. Shiang, C. M. Heller, and D. F. Foust, Appl. Phys. Lett. 80, 3470 (2002).
[CrossRef]

Furukawa, T.

M. Matsumura and T. Furukawa, Jpn. J. Appl. Phys., Part 1 40, 3211 (2001).
[CrossRef]

Geffroy, B.

H. Choukri, A. Fischer, S. Forget, S. Chénais, M. C. Castex, D. Adés, A. Siove, and B. Geffroy, Appl. Phys. Lett. 89, 183513 (2006).
[CrossRef]

Giebink, N. C.

Y. Sun, N. C. Giebink, H. Kanno, B. Ma, M. E. Thompson, and S. R. Forrest, Nature 440, 908 (2006).
[CrossRef] [PubMed]

H Niu, J.

Z. S. Su, W. L. Li, M. L. Xu, T. L. Li, D. Wang, W. M. Su, J. H Niu, H. He, J. Z. Zhu, and B. Chu, J. Phys. D 40, 2783 (2007).
[CrossRef]

He, H.

Z. S. Su, W. L. Li, M. L. Xu, T. L. Li, D. Wang, W. M. Su, J. H Niu, H. He, J. Z. Zhu, and B. Chu, J. Phys. D 40, 2783 (2007).
[CrossRef]

Heller, C. M.

A. R. Duggal, J. J. Shiang, C. M. Heller, and D. F. Foust, Appl. Phys. Lett. 80, 3470 (2002).
[CrossRef]

Hu, Z. Z.

J. H. Niu, W. L. Li, H. Z. Wei, M. T. Li, W. M. Su, Q. Xin, Z. Q. Zhang, and Z. Z. Hu, J. Phys. D 38, 1136 (2005).
[CrossRef]

Kanno, H.

Y. Sun, N. C. Giebink, H. Kanno, B. Ma, M. E. Thompson, and S. R. Forrest, Nature 440, 908 (2006).
[CrossRef] [PubMed]

Kido, J.

J. Kido, H. Shionoya, and K. Nagai, Appl. Phys. Lett. 67, 2281 (1995).
[CrossRef]

Lee, C. S.

J. Y. Li, D. Liu, C. Ma, O. Lengyel, C. S. Lee, C. H. Tung, and S. T. Lee, Adv. Mater. (Weinheim, Ger.) 16, 1538 (2004).
[CrossRef]

Lee, S. T.

J. Y. Li, D. Liu, C. Ma, O. Lengyel, C. S. Lee, C. H. Tung, and S. T. Lee, Adv. Mater. (Weinheim, Ger.) 16, 1538 (2004).
[CrossRef]

W. F. Xie, Z. J. Wu, S. Y. Liu, and S. T. Lee, J. Phys. D 36, 2331 (2003).
[CrossRef]

Lengyel, O.

J. Y. Li, D. Liu, C. Ma, O. Lengyel, C. S. Lee, C. H. Tung, and S. T. Lee, Adv. Mater. (Weinheim, Ger.) 16, 1538 (2004).
[CrossRef]

Li, J. Y.

J. Y. Li, D. Liu, C. Ma, O. Lengyel, C. S. Lee, C. H. Tung, and S. T. Lee, Adv. Mater. (Weinheim, Ger.) 16, 1538 (2004).
[CrossRef]

Li, M. T.

J. H. Niu, W. L. Li, H. Z. Wei, M. T. Li, W. M. Su, Q. Xin, Z. Q. Zhang, and Z. Z. Hu, J. Phys. D 38, 1136 (2005).
[CrossRef]

Li, T. L.

Z. S. Su, W. L. Li, M. L. Xu, T. L. Li, D. Wang, W. M. Su, J. H Niu, H. He, J. Z. Zhu, and B. Chu, J. Phys. D 40, 2783 (2007).
[CrossRef]

Li, W. L.

Z. S. Su, W. L. Li, M. L. Xu, T. L. Li, D. Wang, W. M. Su, J. H Niu, H. He, J. Z. Zhu, and B. Chu, J. Phys. D 40, 2783 (2007).
[CrossRef]

J. H. Niu, W. L. Li, H. Z. Wei, M. T. Li, W. M. Su, Q. Xin, Z. Q. Zhang, and Z. Z. Hu, J. Phys. D 38, 1136 (2005).
[CrossRef]

Liang, C. J.

C. J. Liang and W. C. H. Choy, Appl. Phys. Lett. 89, 251108 (2006).
[CrossRef]

Liu, D.

J. Y. Li, D. Liu, C. Ma, O. Lengyel, C. S. Lee, C. H. Tung, and S. T. Lee, Adv. Mater. (Weinheim, Ger.) 16, 1538 (2004).
[CrossRef]

Liu, S. Y.

W. F. Xie, Z. J. Wu, S. Y. Liu, and S. T. Lee, J. Phys. D 36, 2331 (2003).
[CrossRef]

Ma, B.

Y. Sun, N. C. Giebink, H. Kanno, B. Ma, M. E. Thompson, and S. R. Forrest, Nature 440, 908 (2006).
[CrossRef] [PubMed]

Ma, C.

J. Y. Li, D. Liu, C. Ma, O. Lengyel, C. S. Lee, C. H. Tung, and S. T. Lee, Adv. Mater. (Weinheim, Ger.) 16, 1538 (2004).
[CrossRef]

Matsumura, M.

M. Matsumura and T. Furukawa, Jpn. J. Appl. Phys., Part 1 40, 3211 (2001).
[CrossRef]

Meng, H. F.

C. H. Chen and H. F. Meng, Appl. Phys. Lett. 86, 201102 (2005).
[CrossRef]

Nagai, K.

J. Kido, H. Shionoya, and K. Nagai, Appl. Phys. Lett. 67, 2281 (1995).
[CrossRef]

Naka, S.

T. Tsuji, S. Naka, H. Okada, and H. Onnagawa, Appl. Phys. Lett. 81, 3329 (2002).
[CrossRef]

Nakanotani, H.

H. Nakanotani, H. Sasabe, and C. Adachi, Appl. Phys. Lett. 86, 213506 (2005).
[CrossRef]

Niu, J. H.

J. H. Niu, W. L. Li, H. Z. Wei, M. T. Li, W. M. Su, Q. Xin, Z. Q. Zhang, and Z. Z. Hu, J. Phys. D 38, 1136 (2005).
[CrossRef]

Okada, H.

T. Tsuji, S. Naka, H. Okada, and H. Onnagawa, Appl. Phys. Lett. 81, 3329 (2002).
[CrossRef]

Onnagawa, H.

T. Tsuji, S. Naka, H. Okada, and H. Onnagawa, Appl. Phys. Lett. 81, 3329 (2002).
[CrossRef]

Sasabe, H.

H. Nakanotani, H. Sasabe, and C. Adachi, Appl. Phys. Lett. 86, 213506 (2005).
[CrossRef]

Shiang, J. J.

A. R. Duggal, J. J. Shiang, C. M. Heller, and D. F. Foust, Appl. Phys. Lett. 80, 3470 (2002).
[CrossRef]

Shionoya, H.

J. Kido, H. Shionoya, and K. Nagai, Appl. Phys. Lett. 67, 2281 (1995).
[CrossRef]

Siove, A.

H. Choukri, A. Fischer, S. Forget, S. Chénais, M. C. Castex, D. Adés, A. Siove, and B. Geffroy, Appl. Phys. Lett. 89, 183513 (2006).
[CrossRef]

Su, W. M.

Z. S. Su, W. L. Li, M. L. Xu, T. L. Li, D. Wang, W. M. Su, J. H Niu, H. He, J. Z. Zhu, and B. Chu, J. Phys. D 40, 2783 (2007).
[CrossRef]

J. H. Niu, W. L. Li, H. Z. Wei, M. T. Li, W. M. Su, Q. Xin, Z. Q. Zhang, and Z. Z. Hu, J. Phys. D 38, 1136 (2005).
[CrossRef]

Su, Z. S.

Z. S. Su, W. L. Li, M. L. Xu, T. L. Li, D. Wang, W. M. Su, J. H Niu, H. He, J. Z. Zhu, and B. Chu, J. Phys. D 40, 2783 (2007).
[CrossRef]

Sun, Y.

Y. Sun, N. C. Giebink, H. Kanno, B. Ma, M. E. Thompson, and S. R. Forrest, Nature 440, 908 (2006).
[CrossRef] [PubMed]

Thompson, M. E.

Y. Sun, N. C. Giebink, H. Kanno, B. Ma, M. E. Thompson, and S. R. Forrest, Nature 440, 908 (2006).
[CrossRef] [PubMed]

V. Bulovic, R. Deshpande, M. E. Thompson, and S. R. Forrest, Chem. Phys. Lett. 308, 317 (1999).
[CrossRef]

Tsuji, T.

T. Tsuji, S. Naka, H. Okada, and H. Onnagawa, Appl. Phys. Lett. 81, 3329 (2002).
[CrossRef]

Tung, C. H.

J. Y. Li, D. Liu, C. Ma, O. Lengyel, C. S. Lee, C. H. Tung, and S. T. Lee, Adv. Mater. (Weinheim, Ger.) 16, 1538 (2004).
[CrossRef]

Wang, D.

Z. S. Su, W. L. Li, M. L. Xu, T. L. Li, D. Wang, W. M. Su, J. H Niu, H. He, J. Z. Zhu, and B. Chu, J. Phys. D 40, 2783 (2007).
[CrossRef]

Wei, H. Z.

J. H. Niu, W. L. Li, H. Z. Wei, M. T. Li, W. M. Su, Q. Xin, Z. Q. Zhang, and Z. Z. Hu, J. Phys. D 38, 1136 (2005).
[CrossRef]

Wu, Z. J.

W. F. Xie, Z. J. Wu, S. Y. Liu, and S. T. Lee, J. Phys. D 36, 2331 (2003).
[CrossRef]

Xie, W. F.

W. F. Xie, Z. J. Wu, S. Y. Liu, and S. T. Lee, J. Phys. D 36, 2331 (2003).
[CrossRef]

Xin, Q.

J. H. Niu, W. L. Li, H. Z. Wei, M. T. Li, W. M. Su, Q. Xin, Z. Q. Zhang, and Z. Z. Hu, J. Phys. D 38, 1136 (2005).
[CrossRef]

Xu, M. L.

Z. S. Su, W. L. Li, M. L. Xu, T. L. Li, D. Wang, W. M. Su, J. H Niu, H. He, J. Z. Zhu, and B. Chu, J. Phys. D 40, 2783 (2007).
[CrossRef]

Zhang, Z. Q.

J. H. Niu, W. L. Li, H. Z. Wei, M. T. Li, W. M. Su, Q. Xin, Z. Q. Zhang, and Z. Z. Hu, J. Phys. D 38, 1136 (2005).
[CrossRef]

Zhu, J. Z.

Z. S. Su, W. L. Li, M. L. Xu, T. L. Li, D. Wang, W. M. Su, J. H Niu, H. He, J. Z. Zhu, and B. Chu, J. Phys. D 40, 2783 (2007).
[CrossRef]

Adv. Mater. (Weinheim, Ger.)

J. Y. Li, D. Liu, C. Ma, O. Lengyel, C. S. Lee, C. H. Tung, and S. T. Lee, Adv. Mater. (Weinheim, Ger.) 16, 1538 (2004).
[CrossRef]

Appl. Phys. Lett.

J. Kido, H. Shionoya, and K. Nagai, Appl. Phys. Lett. 67, 2281 (1995).
[CrossRef]

A. R. Duggal, J. J. Shiang, C. M. Heller, and D. F. Foust, Appl. Phys. Lett. 80, 3470 (2002).
[CrossRef]

T. Tsuji, S. Naka, H. Okada, and H. Onnagawa, Appl. Phys. Lett. 81, 3329 (2002).
[CrossRef]

H. Choukri, A. Fischer, S. Forget, S. Chénais, M. C. Castex, D. Adés, A. Siove, and B. Geffroy, Appl. Phys. Lett. 89, 183513 (2006).
[CrossRef]

C. H. Chen and H. F. Meng, Appl. Phys. Lett. 86, 201102 (2005).
[CrossRef]

C. J. Liang and W. C. H. Choy, Appl. Phys. Lett. 89, 251108 (2006).
[CrossRef]

H. Nakanotani, H. Sasabe, and C. Adachi, Appl. Phys. Lett. 86, 213506 (2005).
[CrossRef]

Chem. Phys. Lett.

V. Bulovic, R. Deshpande, M. E. Thompson, and S. R. Forrest, Chem. Phys. Lett. 308, 317 (1999).
[CrossRef]

J. Phys. D

Z. S. Su, W. L. Li, M. L. Xu, T. L. Li, D. Wang, W. M. Su, J. H Niu, H. He, J. Z. Zhu, and B. Chu, J. Phys. D 40, 2783 (2007).
[CrossRef]

W. F. Xie, Z. J. Wu, S. Y. Liu, and S. T. Lee, J. Phys. D 36, 2331 (2003).
[CrossRef]

J. H. Niu, W. L. Li, H. Z. Wei, M. T. Li, W. M. Su, Q. Xin, Z. Q. Zhang, and Z. Z. Hu, J. Phys. D 38, 1136 (2005).
[CrossRef]

Jpn. J. Appl. Phys., Part 1

M. Matsumura and T. Furukawa, Jpn. J. Appl. Phys., Part 1 40, 3211 (2001).
[CrossRef]

Nature

Y. Sun, N. C. Giebink, H. Kanno, B. Ma, M. E. Thompson, and S. R. Forrest, Nature 440, 908 (2006).
[CrossRef] [PubMed]

Cited By

OSA participates in CrossRef's Cited-By Linking service. Citing articles from OSA journals and other participating publishers are listed here.

Alert me when this article is cited.


Figures (2)

Fig. 1
Fig. 1

(a) EL spectra of WOLED device with different thin-NPB layer thickness under the applied voltage of 8 V . The corresponding CIE-1931 x y coordinates are (0.329,0.368), (0.323,0.315), and (0.321, 0.290) when the thickness of the thin-NPB is 2, 2.5, and 3 nm , respectively. With increased bias, the CIE-1931 x y coordinates of the device with a 3 nm thin-NPB layer are located nearest to the coordinates (0.333, 0.333). Inset, EL spectra from DPVBi ( ) , Alq 3 ( ) , and DCJTB ( ) , which were obtained with different OLEDs (see text). (b) Schematic level diagram of the WOLED device (eV). A, B, and C denote the interfaces.

Fig. 2
Fig. 2

EL spectra of the WOLED device with a 3 nm thick thin-NPB layer, which was applied at 8 V . Inset, luminance-efficiency–voltage characteristics.

Tables (1)

Tables Icon

Table 1 CIE-1931 x y Coordinates, CCT, and CRI of the WOLED Device with a 3 nm Thin-NPB Layer

Metrics