有机电致发光器件中载流子传输与复合的调控

在典型的多异质结器件ITO/NPB/CBP：Ir（ppy）3/Bphen/Alq3/LiF/Al的基础上,利用有机半导体掺杂技术,设计制备了单异质结-单发光层器件、单异质结-p-i-n结构器件、单异质结-双发光层器件及无异质结-混合主体结构器件,并对其光电性能进行了研究和比较.其中,单异质结-p-i-n结构器件的最大功率效率为32.1lm/W,是参考器件的3.1倍,寿命是参考器件的15倍.无异质结-混合主体结构器件的最大功率效率为37.2lm/W,是参考器件的3.5倍,其寿命是参考器件的46倍.研究结果表明,通过对载流子传输层和发光层的优化设计,构建电子、空穴传输平衡的载流子传输层和发光层,减少或取消异质结界面仍可以实现对载流子传输和复合的有效调控,从而使器件的发光效率和寿命同时得到提高.本研究将为高性能OLED的设计提供实验基础.     

含空穴传输和电子注入基的发光化合物的制备

对电致发光材料及器件(ELDs)发光性能的优化,一个重要的途径是在材料的组合中,要既具有空穴传输功能团,又具有电子注入功能团,并使两者的传输效率应尽量达到一个恰当的平衡,提高载流子传输中空穴与电子的复合几率,降低驱动电压,提高激子的发生几率,并对发光材料的发光区域进行控制[1].为此,在电致发光材料的分子设计及合成上,常需提供分子中含有空穴传输功能基团和分子中含有电子注入功能基团的有机分子,作为构筑电致发光器件的材料化合物,或将这两种功能团纳入到一个有机分子或高分子中.     

抗菌医药左氧氟沙星在有机电致发光二极管中的应用

左氧氟沙星(LOFX)是一种知名的抗菌药物, 它的价格非常便宜, 且有成熟的合成和纯化技术. 本文中首次将LOFX作为一种蓝光发光材料和电子传输材料应用于有机电致发光器件(OLED)中. 通过热重分析、UVVis吸收光谱、发射光谱以及循环伏安曲线详细地表征了LOFX的热学及光物理特性. LOFX有高的分解温度,为327 ℃; HOMO、LUMO能级分别为-6.2 和-3.2 eV, 光学带隙为3.0 eV. 以LOFX作为客体材料, 掺杂在主体材料4,4'-二(9-咔唑)联苯(CBP)中制备了蓝光OLED, 该器件的电致发光(EL)发射峰位于452 nm, 最大亮度为2315 cd·m^-2. 进一步, 选择8-羟基喹啉铝(Alq₃)作为参考材料, 分别以LOFX和Alq₃作为电子传输材料制备了结构相同的单载流子器件和绿色磷光OLED. 在相同的电压下, 以LOFX作为电子传输材料的单载流子器件的电流密度比以Alq₃作为电子传输材料的单载流子器件更高. 同时, 以LOFX作为电子传输材料的绿色磷光OLED获得更高的器件效率. 从这些EL性能可以看出, LOFX同时也是一很好的电子传输材料.     

有机发光材料的电化学稳定性及其对器件稳定性的影响

有机发光器件（OLED）在平板显示和固体照明领域有着广阔的应用前景.过去的二十多年来,OLED的效率得到了大幅提升,但是器件的稳定性仍有待提高.在OLED器件中,通常认为载流子的传输涉及分子反复的氧化还原.因此,OLED材料的电化学性质是影响器件稳定性的重要因素.本文总结了近年来有关OLED材料电化学性质的研究进展,并重点探讨了材料的电化学稳定性与器件稳定性之间的关系.总结发现：（1）单极性材料的电化学不稳定性是导致器件衰减的本质原因之一;（2）双极性材料高度的电化学稳定性有助于提高器件的稳定性,但并不一定保证器件具有高稳定性;（3）有关材料分子结构的稳定性对器件稳定性的影响以及器件的本征衰变机制还有待深入研究.相信,对OLED发光材料稳定性和器件衰变机制的深入研究将有助于提高其他有机光电材料和器件的稳定性,从而推动有机电子学和相关产业的发展.     

基于激子和电致激基复合物双重发光的白光OLED

基于四苯基乙烯衍生物设计合成了两种蓝光材料TPE-4Br和TPE-3Br,并将其作为有机发光二极管(OLED)器件的发光层,研究发现其可与合适的邻层(空穴传输层/电子传输层)形成电致激基复合物。利用材料的本征激子发光及其电致激基复合物发光,可以得到理想的白光电致发光。将TPE-4Br和TPE-3Br掺杂于mCP中作为发光层,以TAPC和TmPyPB分别作为空穴传输层和电子传输层分别制备器件A和器件B,所得器件在操作电压为9 V时的色坐标分别为(0.32,0.33)和(0.31,0.34)。其中器件B的最大亮度和最大电流效率分别为364.66 cd?m~(-2)与0.79 cd?A~(-1)。     

含咔唑、噁二唑及8-羟基喹啉的金属络合物型发光材料

为了得到发光性能优良的有机薄膜发光器件,在有机发光材料化合物的分子结构及器件构筑方面,一个重要的途径是在发光化合物的分子设计或器件的组合中,要既具有空穴传输功能团,又具有电子注入功能团,并使两者的传输效率应尽量达到一个恰当的平衡[1].为此,我们设计并合成了分子中含有发光强度高、稳定性好、载流子传输效率高8-羟基喹啉铝金属配合物型发光单元,并分别与空穴传输功基咔唑环及电子注入基噁二唑环相联的两种化合物[2],对它们的光发射性能进行了初步研究.由它们构成多层结构的发光器件,是下一步的研究工作,合成路线如下:     

有机金属配合物电子传输材料*

电子传输材料在OLED (Organic Light Emitting Diode) 中起着极为重要的作用,电子迁移率高的传输材料可以使器件的电子与空穴注入大致平衡,从而增加激子形成的概率,减少器件中由于空穴数量过剩而导致空穴通过器件内部传输到阴极而形成的漏电流,提高器件发光亮度和效率。本文概述了有机金属配合物电子传输材料的进展,以金属中心离子来划分有机金属配合物电子传输材料的种类,分别介绍了主族的Al、Be等,副族的Cu、Zn等以及稀土金属为中心离子的电子传输材料;并展望了金属配合物电子传输材料的发展前景。     

四(8-羟基喹啉)硼锂作为电子注入层的高效有机发光二极管

采用四(8-羟基喹啉)硼锂(LiBq4)代替LiF 作为电子注入材料, 以金属铝作为阴极, 制备了有机电致发光器件. 器件采用N,N'-(α-萘基)-N,N'-苯基联苯二胺(NPB)作为空穴传输层, 三(8-羟基喹啉)铝(Alq3)作为电子传输层和发光层. 采用LiBq4作为电子注入层, 实验结果表明, 器件的亮度、电流效率和起亮电压等性能均有改善, 超过了采用LiF作为电子注入层的器件.器件性能的提升可以用电子注入增强和电荷平衡来解释.     

含稀土铕络合物的三元共聚物的光电性质

合成了可平衡电荷(空穴与电子)传输的三功能合一的稀土铕发光材料,将几种稀土铕络合物单体与乙烯基咔唑、甲基丙烯酸甲酯共聚制得含咔唑和稀土铕络合物的空穴传输层发光层电子传输层(HTLEMLETL)三功能合一的聚合物,并研究它们的电化学及电致发光性能.电化学分析表明这类三元共聚物兼有氧化性和还原性,氧化电位及还原电位分别为0.75V和-1.8V左右,可见这类材料同时具有空穴传输和电子传输功能.从测定的电致发光谱看,AlQ3、TPD及咔唑基等发光单元在器件中没有共发光,而是起电荷传输作用,以这些材料制作的电致发光器件所发的红光纯度都比较高.     

新型均二苯乙烯化合物的合成及其荧光特性

有机共轭化合物作为光电发光材料,已经呈现出诱人的应用前景[1-3]。而设计合成红、绿和蓝三色发光性稳定且有效的有机共轭发光材料是制造彩色有机发光器件(OLED)的基本条件。类似均二苯乙烯型的发射蓝光的有机共轭化合物通常都具有较大的禁带宽度,空穴和电子两种载流子双极平衡注入效率低,发光强度和发光效率不尽人意。因此,近年来各国学者都积极在改进均二苯乙烯类发光材料性能方面进行了系列研究,许多研究结果表明三苯胺基和噁二唑环分别是此类发光材料的良好的空穴传输基团和电子传输基团[4-7],所以有理由相信:同时将三苯胺基和1,3,4-…     

四氮杂大环化合物在有机电致发光器件中的应用(英文)

合成了四氮杂大环化合物,Tetraazamacrocycliccompound,6,12,19,25 tetramethyl 7,11:20,24 dinitrilo dibenzo［b,m］［1,4,12,15］tetra azacyclo docosine(TMCD).TMCD作为电子传送材料,探讨了它在有机电致发光器件中的应用.制作了结构为:玻璃基板／ITO阳极／NPD／Alq／TMCD／LiF／Al阴极的器件.评价的结果显示:该有机电致发光器件在538nm的绿色发光来源于Alq层.它的最大外部量子效率为0.84%,视感效率为1.30lm／W.最先提出了四氮杂大环化合物做为电子传送材料,可应用于电致发光领域.     

Organic Light Emitting Diodes with Lithium Contained Alq3 as Electron Injection Layer

ＩｎｔｒｏｄｕｃｔｉｏｎＩｎｏｒｇａｎｉｃｌｉｇｈｔｅｍｉｔｔｉｎｇｄｉｏｄｅ(ＯＬＥＤ) ,ｓｏｍｅｍｅｔａｌｓｗｉｔｈｌｏｗｗｏｒｋｆｕｎｃｔｉｏｎ ,ｓｕｃｈａｓａｌｌｏｙｏｆｍａｇ ｎｅｓｉｕｍａｎｄｓｉｌｖｅｒ(Ｍｇ∶Ａｇ) [1] ａｎｄａｌｕｍｉｎｉｕｍ[2 ] ,ａｒｅｕｓｅｄａｓｔｈｅｅｌｅｃｔｒｏｎｉｎｊｅｃｔｉｏｎｃａｔｈｏｄｅｓ .ＩｎＭｇ∶Ａｇａｌ ｌｏｙｓｉｌｖｅｒｉｓｕｓｅｄｔｏｐｒｏｔｅｃｔｍａｇｎｅｓｉｕｍｆｒｏｍｔｈｅｒｅａｃ ｔｉｏｎｏｆｍａｇｎｅｓｉｕｍｗｉｔｈｏｘｙｇｅｎａｎｄ…     

输运层厚度对双层有机器件复合发光的影响

采用ITO/PVK/Alq/Al双层电致发光(EL)结构,制备了三种载流子输运层厚度分别为30、 60、 120 nm,发光层厚度均为300 nm的有机薄膜EL器件,测试其EL谱及J-V特性曲线.根据有机EL器件中载流子的产生和输运过程导出了载流子复合几率及电子和空穴密度分布表示式,用以解释其发光强度随输运层厚度的变化关系,用一维无序结构载流子随机跃迁模型讨论输运层厚度对器件电流密度及启动电压的影响,探讨了载流子在薄膜中的输运过程,其理论与实验符合得很好.     

中位四(1-苯基吡唑-4-基)卟啉掺杂空穴传输材料的红色有机电致发光器件(英文)

使用中位-四(1-苯基吡唑-4-基)卟啉(TPPyPH2)掺杂空穴传输材料N,N′-二苯基-N,N′-双(4-甲苯基)-1,1′-二苯基-4,4′-二胺(TPD)制备了红色有机电致发光器件.因为TPD的发射光谱与TPPyPH2的吸收光谱具有更大的光谱重叠,为了得到更为有效的从主体材料TPD向红光染料TPPyPH2的能量传递,我们使用TPD代替传统的8-羟基喹啉铝(Alq3)作为主体发光材料.器件在680nm处具有纯的红光发射峰;通过使用Alq3电子传输层以及使用Alq3共掺杂发光层的方法,使器件的发光性能得到了改善,结构为ITO/Alq3+TPPyPH2+TPD(50nm)/Alq3(30nm)/Al的器件的最大发光亮度为177cd/m2.     

超薄层在白色有机电致发光器件中的应用

以DCJTB为掺杂剂, 以BCP为空穴阻挡层, 研究了两种结构的有机电致发光器件ITO/NPB/BCP/Alq3:DCJTB/Alq3/Al(结构A)和ITO/NPB/BCP/Alq3/Alq3:DCJTB/Alq3/Al(结构B)的电致发光光谱. 实验结果显示, 在结构A器件的电致发光光谱中, 绿光的相对发光强度较弱,增加Alq3层的厚度对绿光的相对发光强度的影响也很小; 而在结构B器件的电致发光光谱中, BCP层与掺杂层(Alq3:DCJTB)之间的Alq3薄层对绿光的相对发光强度影响显著, 用很薄的Alq3层就可以得到强的绿光发射. 进一步改变器件结构, 利用有机超薄层就可以得到稳定的白光器件ITO/NPB(50 nm)/BCP(3 nm)/Alq3(3 nm)/Alq3:DCJTB(1%(w))(5 nm)/Alq3(7 nm)/Al. 随着电压的增加(14-18 V), 该器件的色坐标基本保持在(0.33, 0.37)处不动; 在432 mA·cm-2的电流密度下, 该器件的发光亮度可达11521 cd·m-2.     

White and Red Organic Light Emitting Materials

Derivatives of 2,3-(1,4-dialkoxyaceno)norbornadiene underwent ring-opening metathesis polymerization (ROMP) upon the catalysis of a ruthenium complex to afford the corresponding polymers. The polymeric materials containing anthracene chromophores emit white electro-luminescence, which can be fabricated into light-emitting diodes (LED). The broad emission band is composed of a blue emission from anthracene and a red emission from aggregates. A single layer device, ITO/polymer/Ca/Al, can be turned on at 7V and exhibits maximum intensity 427 cd/m2 at 15 V. A double layer device, ITO/polymer/TPBI/Mg:Ag (TPBI = (2,2′,2"-(1,3,5-benzenetriyl)-tris(1-phenyl-1H-benzimidazole)) displayed blue light with turn-on voltage 6 V and maximal intensity 930 cd/m2 at 15 V.Derivatives of bisindolylmaleimide were found to form amorphous solid films which exhibit intensive red luminescence. The property of forming glasses can be ascribed to the nonplanar geometry of these molecules. LED devices were fabricated by a layer of pure dye sandwiched between two charge transporting films. The yellow emission spectrum of the devices utilizing Alq (tris(8-hydoxyquinolinato)aluminum) contains a green component from Alq. Pure red emissions can be achieved by replacing Alq with TPBI. Typical devices can be turned on at ～3 V with maximal intensity 2000 cd/m2. White color devices are under current investigation, in which the green Alq layer is replaced by its blue derivative (bis(2-methyl-8-hydoxyquinolinato)(phenolato)aluminum).     

Organic electroluminescent device with aromatic amine-containing polymer as a hole transport layer (II): Poly(arylene ether sulfone)-containing tetraphenylbenzidine

Organic electroluminescent devices were fabricated using a poly(arylene ether sulfone)-containing tetraphenylbenzidine (PTPDES) and tris(8-quinolinolato)-aluminum(III) complex, Alq, as the hole transport layer and the electron-transporting emitter layer, respectively. A device structure of glass substrate/indium—tin oxide (ITO)/PTPDES/Alq/Mg : Ag was employed. Hole injection from ITO through the PTPDES layer to the Alq layer and concomitant electroluminescence from the Alq layer were observed. Bright green light with a luminance of 14,000 cd/m² was observed at a drive voltage of 14 V, indicating that the polymer possesses a high hole mobility and a high electron-blocking capability.     

Red Light Emitting Devices Based on Organo-lanthanide(Ⅲ) Complex

An organic electroluminescent devices with Eu³⁺-complex as an emitter was fabricated. A device structure of ITO/emitting/electron transport layer/Al was empolyed. Its color was red.     

Plasma-polymerized carbon disulfide films as a hole transport layer in organic electroluminescent devices

Electroluminescent devices were fabricated using plasma-polymerized carbon disulfide films, poly(CS₂), and tris(8-quinolinolato)aluminum(III) complex, Alq, as the hole transport layer and the emitting layer, respectively. A cell structure of glass substrate/indium–tin–oxide/poly(CS₂/Alq/Mg/Ag) was employed. Smooth hole injection from the electrode through the poly(CS₂) layer and concomitant electroluminescence from the Alq layer were observed. Green emission with a luminance of 250 cd/m² was achieved at a drive voltage of 14 V.