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A 1,4,5,8,9,11-hexaazatriphenylenehexacarbonitrile (HAT-CN) transport layer with high electron mobility for thick organic light-emitting diodes

DOI:10.1063/5.0007310 期刊:AIP Advances 出版年份:2020 更新时间:2025-09-23 15:21:01
摘要: In our previous paper [T. Matsushima et al., Nature 572, 502 (2019)], current densities of organic light-emitting diodes (OLEDs) did not decrease significantly when the thicknesses of a 1,4,5,8,9,11-hexaazatriphenylenehexacarbonitrile (HAT-CN) transport layer were increased from tens of nanometers to 1 μm. To make this mechanism clear, we carried out several experiments in terms of electron transfer with other organic layers and electron mobility of HAT-CN. Finally, we found that the vacuum-evaporated HAT-CN layers have very high electron mobility and, therefore, using a HAT-CN transport layer can suppress the decrease in current density even in thick OLEDs. The electron mobility of vacuum-deposited HAT-CN layers, which was measured using analysis with a space-charge-limited current model, was 0.1–1 cm2 V?1 s?1. This electron mobility is much higher than those of conventional organic transport layers used in OLEDs (<10?3 cm2 V?1 s?1) even though the HAT-CN layers are amorphous-like. We attributed one of the reasons for this extraordinarily high mobility to be a better overlap of π orbitals in the substrate normal, which is associated with horizontally oriented HAT-CN molecules on a substrate.
作者: Kenta Yamaguchi,Yu Esaki,Toshinori Matsushima,Chihaya Adachi
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Investigating the mechanism behind the high electron mobility of HAT-CN transport layers in thick OLEDs and their impact on current density.

The high electron mobility (0.1–1 cm2 V?1 s?1) of HAT-CN layers enables the fabrication of thicker OLEDs without significant decrease in current density. The horizontal orientation of HAT-CN molecules contributes to this high mobility, but other mechanisms may also play a role.

The study does not fully explain the mechanism behind the high electron mobility of amorphous-like HAT-CN films. The variation in measured electron mobilities among samples suggests potential reproducibility issues.

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