采用瞬态EL和延迟EL测试方法研究磷光掺杂体系的内部发光过程

有机磷光发光二极管(OLED)因为理论内量子效率能达到100%而成为研究热点,但是至今有机磷光OLED器件发光机理及过程仍然不完全清楚,需进一步研究. 本文中搭建了一套瞬态电致发光和延迟电致发光的测量系统,并首次综合运用瞬态电致发光和延迟电致发光测量来探测有机磷光OLED 器件发光层内部电荷载流子的运动,从而分析研究其内部发光过程及机理. 研究中首先制备了一种高效红色磷光材料(pbt)₂Ir(acac)衍生物(Irf)掺杂荧光材料作为发光层的器件,对其进行了瞬态EL测量,发现当驱动脉冲信号撤销时瞬态发光强度会突然出现一个瞬时过冲现象(transient overshoot),通过实验分析证实这个发光的瞬时过冲是由于发光层内部电子和空穴累积造成的,还证实了在发光层与空穴传输层界面存在空穴的累积. 通过延迟电致发光的研究发现在这种掺杂体系中发光主要来自于客体材料Irf的直接俘获电子空穴复合发光,而不是来自于主客体之间的能量传递,器件中的空穴传输发生在客体材料Irf上,而电子传递则主要在主体材料TAZ上. 同时还发现空穴注入是整个掺杂体系中重要的影响因素. 关键词： 瞬态EL 延迟电致发光 三线态-三线态湮没 overshoot     

基于中性层技术提升柔性OLED弯曲可靠性研究进展

有机发光二极管（OLED）由于具有结构简单、发光效率高、制造工艺简单和厚度超薄的特点,结合柔性基底可以制备具有弯曲和折叠功能的柔性OLED器件,在柔性显示、柔性照明等领域发挥了重要作用。在承受以弯曲为主的外加载荷时,柔性OLED器件中的无机薄膜很容易出现裂纹、脱层和屈曲等形式的失效,这些失效会使器件的导电性下降并破坏器件原有的结构,从而影响器件的效率与可靠性。中性层的使用能够有效减小器件关键部位的应变,从而减轻或消除失效,器件在弯曲状态下的可靠性也得以提高。近年来,一系列基于柔性OLED器件中性层的研究被陆续报道。本文综述了中性层技术在柔性OLED器件上的应用。首先,讨论了中性层的概念以及单个中性层位置的确定方法;其次,介绍了单个中性层和多个中性层在实际器件中的应用;最后,对柔性OLED器件未来的发展方向做出了展望。     

OLEDs瞬态延迟时间的模拟及在信号通讯的应用

基于有机发光二极管的电致发光原理,建立了载流子注入延迟时间和发光延迟时间模型,探索了延迟时间的影响因素,发现发光延迟时间与器件有效面积、器件厚度、外加电压等密切相关。通过制备不同面积的OLED器件,发现器件面积越小,发光延迟时间越短。以高速信号激励不同面积的OLEDs器件,面积为0.01 mm2的器件能够实现1 000 Mbit/s的信号传输速率,且能量利用率达到47.7%。     

氧化石墨烯作为共蒸镀掺杂材料在OLED中的应用

通过共蒸镀掺杂的方法,分别用氧化石墨烯和NPB掺杂作为空穴传输层以及氧化石墨烯和Alq3掺杂作为电子传输层和发光层,制备了两种不同的有机电致发光器件。器件性能测试结果表明:相对于未掺杂的参比器件,氧化石墨烯与NPB共蒸镀掺杂的器件性能降低,与Alq3共蒸镀掺杂的器件性能提高。其中,氧化石墨烯掺杂量为Alq3的10%时,器件发光亮度为掺杂前的1.2倍,电流效率为掺杂前的2倍。这一工作为进一步提高OLED性能提供了新的途径。     

白光有机发光器件的研究进展

白光有机发光器件(OLED)能够产生高效饱和的白光,且具有驱动电压低、材料柔性好、可实现大面积显示等特点,在信息显示与固态照明等领域有巨大的应用潜力.目前白光OLED主要分为单发光层、多发光层、下转换、叠层等结构,不同的结构具有各自的优势,都受到了很大关注.首先介绍了白光OLED的性能指标.接着,结合所开展的研究工作综述了白光OLED在结构和性能方面的研究进展,总结了实现高效白光OLED的各种方法,重点探讨了提高白光OLED性能的途径及所面临的挑战. 最后,展望了白光OLED的发展趋势. 关键词： 白光有机发光器件 固态照明 电致磷光 光取出     

掺杂型红色有机电致发光显示器件

全色显示是有机电致发光显示(OLED)器件发展的目标,而高性能红色发光器件一直是制约全彩色OLED器件实用化的瓶颈,也是目前有机电致发光显示研究的热点。制作了掺杂DCJTB和不同浓度的rubrene两种荧光染料的红色有机电致发光显示器件,以NPB和Alq₃分别作为空穴传输层和电子传输层,发现器件性能与只掺杂DCJTB的器件相比有明显提高,发光效率提高到2～3倍。通过Frster理论和能带理论分析了器件的能量转移机理,研究发现Frster能量转移不是掺杂器件能量转移的主要形式,载流子俘获机制才是器件效率提高的主要原因;rubrene的引入使得能量能够更有效地从Alq₃转移到DCJTB,从而显著地提高了器件的发光效率和性能。     

Ir配合物染料调节有机发光二极管发光特性

为了研究有机发光二极管(OLED)中发光特性与材料能带结构的关系,把不同的Ir配合物染料掺杂到结构相同的OLED器件中。OLED结构为ITO/NPB/CBP∶染料/TPBi/Mg∶Ag/Ag,染料分别为Ir(MDQ)2(acac)、Ir(ppy)3和Firpic。实验表明,这3种染料对应的掺杂器件分别发红光、绿光和蓝光。3个器件的阈值电压基本一致((6为了研究有机发光二极管(OLED)中发光特性与材料能带结构的关系,把不同的Ir配合物染料掺杂到结构相同的OLED器件中。OLED结构为ITO/NPB/CBP:染料/TPBi/Mg:Ag/Ag,染料分别为Ir(MDQ)₂(acac)、Ir(ppy)₃和Firpic。实验表明,这3种染料对应的掺杂器件分别发红光、绿光和蓝光。3个器件的阈值电压基本一致((6±0.1) V),但是,在100 cd/m²亮度下,绿光器件外量子效率最高(7.64%),蓝光器件外量子效率(5.65%)与绿光相近,红光器件外量子效率最低(2.75%)。分析认为,由于染料的掺杂浓度低,器件结构和载流子传输特性变化小,因而掺杂对阈值电压影响小;CBP与掺杂染料间存在能量转移,红色染料能级差小,非辐射跃迁几率大,发光效率最低;相比于绿光,蓝色染料能级差大,跃迁几率小,因此发光效率比绿光低。实验还发现,染料的发光波长与其能级差相比有红移现象,分析认为,这是由激发态能量振动弛豫和系间窜越过程形成的。     

一种高电流密度下效率不降低的绿光有机电致发光器件

为了提高有机电致发光器件(OLED)在高电流密度下的发光效率, 在以C545T掺杂Alq₃为发光层的有机小分子绿光器件中的发光层与电子传输层之间插入超薄LiF绝缘层.结果表明, 器件的外量子效率随着电流密度的增加始终没有降低, 直至600 mA/cm²时达到最大值 4.79%, 是相同电流密度下的参考器件的外量子效率的7倍.     

基于MADN空穴传输层的双层结构高效率黄绿光OLED及其阻抗谱分析

以MADN为空穴传输层,主-客掺杂体系[Alq₃∶0.7 Wt%rubrene]为发光兼电子传输层,构建了双层结构的高效率黄绿光OLED器件。该器件的黄绿光由主发光体Alq₃通过不完全能量转移到客发光体rubrene实现,电致发光峰值位于560 nm,1931CIE色坐标为(0.46, 0.52),最大发光效率达到了7.63 cd·A-1,比相应的NPB做空穴传输层的双层结构器件提高了30%。通过构建以MADN或NPB为空穴传输层的空穴单载流子器件并进行阻抗谱分析,结果表明MADN可以作为一种非常有效的空穴传输层,其空穴迁移性略低于NPB,这恰好弥补了OLED器件中空穴迁移比电子迁移快这一缺陷,为改善OLED发光层中载流子的平衡性创造了条件,从而提高了器件的发光效率。此外,MADN做空穴传输层的双层结构OLED的发光效率与传统三层结构器件(MADN和Alq₃分别作为空穴传输层和电子传输层)基本相当,表明了这种双层结构器件在简化器件结构的同时并不以牺牲发光效率为代价,发光层[Alq₃∶0.7 Wt%rubrene]兼具有优良的电子传输性能。     

顶发射白光OLED器件制备及其色坐标漂移机制研究

采用了高反射率金属Al和电化学性能稳定的金属Mo,在硅基底上制备了多层结构的 Al/Mo/MoO₃阳极,并研究了不同MoO₃厚度下多层阳极的反射率。在此基础上,通过发光层共掺杂制备了顶部发光OLED器件,并对器件发光机制进行了系统研究和分析。实验结果表明：采用发光层共掺杂制备的顶部发光OLED器件的色坐标,随电流密度或电压的增加而发生漂移;OLED器件色坐标漂移的原因是三基色发光强度随电流密度的增加,逐渐偏离了形成白光(0.33, 0.33)所需三基色强度比例值,导致了OLED器件的色坐标发生了漂移,其机制是发光层中主-客之间能量转移和陷阱共同作用的结果。进一步研究发现,在不同电压下,红光发光强度随驱动电压(或电流密度)增大而线性地减小。     

Influence of carrier-injection efficiency on modulation rate of organic light source

We have investigated the relationship between the energy levels of an emissive layer and the modulation rate of organic light-emitting diodes (OLEDs) based on a distyrylbenzene derivative, 1,4-bis[2-[4-[N,N-di(p-tolyl)amino]phenyl]vinyl]benzene (DSB). By utilizing DSB as an emitting material, a high modulation rate can be realized because of the short fluorescence lifetime of 0.2 ns of DSB. Furthermore, we also found that an energy gap between an emissive layer and an adjacent organic layer is an important parameter to improve modulation rate. DSB-doped 4,4-bis(2,2-ditolylvinyl)biphenyl is the best combination of all the organic materials used in this study, and the fastest cutoff frequency of 10 MHz has been achieved for the OLED in spite of the large emitting area of 1 mm(2).     

Novel Field Emission Organic Light Emitting Diodes with Dynode

This work presents novel field emission organic light emitting diodes(FEOLEDs) with dynode,in which an organic EL light-emitting layer is used instead of an inorganic phosphor thin film in the field emission display(FED).The proposed FEOLEDs introduce field emission electrons into organic light emitting diodes(OLEDs),which exhibit a higher luminous efficiency than conventional OLED.The field emission electrons emitted from the carbon nanotubes(CNTs) cathode and to be amplified by impact the dynode in vacuum.These field emission electrons are injected into the multi-layer organic materials of OLED to increase the electron density.Additionally,the proposed FEOLED increase the luminance of OLED from 10 820 cd/m2 to 24 782 cd/m2 by raising the current density of OLED from an external electron source.The role of FEOLED is to add the quantity of electrons-holes pairs in OLED,which increase the exciton and further increase the luminous efficiency of OLED.Under the same operating current density,the FEOLED exhibits a higher luminous efficiency than that of OLED.     

可调色红光有机电致发光器件

介绍了具有可调节发光光谱的高效红光有机发光二极管(OLED)器件,利用具有高三重态能量的9.9-螺二芴二苯基氧化磷(SPPO1)作为发光层的主体材料及空穴阻挡层,二(1-苯基异喹啉)(乙酰丙酮)合铱(III) (Ir(piq)2(acac))作为客体发光材料,在发光层内SPPO1的能量分别由福斯特和迪克斯特传递到Ir(piq)2(acac)的单重态和三重态从而发出红色磷光,通过调节磷光客体材料的比例得到最优器件结构,从而得到具有较好发光效率和发光亮度并可调节色纯的有机发光二极管器件。     

基于mCP与UGH2为母体的双发光层高效率蓝色磷光OLED

以9,9'-(1,3-苯基)二-9H-咔唑(m CP)和1,4-二(三苯甲硅烷基)苯(UGH2)为母体,将常用的蓝光染料二(3,5-二氟-2-(2-吡啶)苯基-(2-吡啶甲酸根))合铱(Ⅲ)(FIrpic)掺入这两种母体材料中,制得具有双发光层结构的蓝色磷光有机电致发光器件,并对整个物理机制进行了阐述。该器件较基于m CP或UGH2为母体的单发光层器件有着更高的器件效率。器件的最大电流效率、功率效率、外量子效率分别为21.13 cd/A、14.97 lm/W、10.56%。器件亮度从100 cd/m2到3 000 cd/m2时,效率滚降为34.2%。     

Sharply directed emission in microcavity organic light-emitting diodes with a cholesteric liquid crystal film

A flexible microcavity organic light-emitting diode (OLED) was fabricated and the emitting characteristics were examined. A pair of right- and left-handed cholesteric liquid crystal (CLC) films were attached to the microcavity OLED between aluminum (Al) and silver (Ag). Sharply directed spontaneous emission was observed from microcavity OLEDs, in which a typical luminescent material, 8-hydroxyquinoline aluminum (Alq₃), with a broad emission spectrum was used for emitting layer. The introduction of the CLC film improved both the emission bandwidth and directionality, preserving the turn-on voltage and maximum brightness.     

Highly efficient bipolar connecting layers for tandem organic light-emitting devices

A highly efficient tandem organic light-emitting device (OLED) has been fabricated by using an effective bipolar connecting layer structure. The connecting layers were made up of a layer of magnesium (Mg): 2,7-dipyrenyl-9,9-diphenyl fluorene (N-DPF) and a layer of tungsten trioxide (WO₃). Such a connecting layer structure permits efficient opposite holes and electrons flowing into two adjacent emitting units. The current efficiency of the two-unit tandem device can be dramatically enhanced by more than four times compared with that of the conventional single-unit device. At 60 mA/cm², the current efficiency of the tandem OLED using the connecting layers of Mg: N-DPF/WO₃ was about 8.15 cd/A. The results can be marked as a breakthrough approach to improve the current efficiency and brightness of OLEDs. Furthermore, a model of the carrier tunneling into light-emitting units is proposed based on carrier balance and field-assisted tunneling. It indicates that the connecting layer structure functions as the origin of high efficiency for the tandem OLEDs.     

基于垂直结构的有机光发射晶体管制备与性能研究

制备了一种有机垂直光发射晶体管, 兼具有机发光二极管的发光和晶体管的开关调节两个功能.其结构为一个有机发光单元垂直堆叠在一个电容单元上,两单元通过一个共有的源电极连在一起.当电容单元被充电时,积累在源电极的电荷能有效地调节源极与有机层之间的载流子注入势垒,从而达到控制源漏输出电流的大小,最终控制发光单元发光的强度.实验结果表明,器件可提供02 mA的输出电流,其大小可驱动发光单元发光,工作电压（开启电压）为6 V.这种垂直集成方案,实现了器件多功能化,为有机发光二极管有源矩阵驱动的实际应用提供了一种新的解决方法. 关键词： 有机光发射晶体管 垂直 电容     

基于新型连接层的有机叠层电致发光器件

制备了一种基于新的电荷生成层m-MTDATA∶MoO3的叠层有机电致发光器件。叠层器件与单发光层器件相比,发光亮度和电流效率均有成倍的提高。叠层器件的最大电流效率达到了30.06 cd/A,最大亮度为83 210 cd/m2,分别约为普通器件的2倍。除此之外,叠层器件在整个电流密度范围内的电流效率都很稳定。结果表明:m-MTDATA∶MoO3可以作为高效率的叠层有机电致发光器件的电荷生成层。