利用BCP层调节白色磷光有机电致发光器件色度的研究

制备了三种结构的白色有机电致发光器件，通过比较得出：在发光层中间插入2，9-二甲基-4，7-二苯基-1，10-菲咯啉(BCP)能有效控制载流子在不同发光层的分布，进而对器件色度进行调节；而掺杂磷光染料Ir(ppy)₃作敏化剂能有效提高器件的效率. 结构为:氧化铟锡/聚乙烯基咔唑∶N，N′-二(1-萘基)-N，N′-二苯基-1，1′-联苯-4-4′-二胺(30nm)/二-(2-甲基-8-羟基喹啉)-4-联苯酚铝：3.0 wt%2，5，8，11-tetra-tertbutylperylene(TBPe)(30nm)/BCP(5.0nm)/4,4N,N二咔唑基二苯：5.0 wt%Ir(ppy)₃:2.0 wt%红荧烯(15nm)/BCP(10nm)/Mg:Ag的器件色度和效率俱佳. 其在17V工作电压下具有的亮度为4670cd/m²，对应色坐标为(0.31,0.37). 器件具有的最大外量子效率为1.4%，当驱动电压从5.0V升高到17V，器件色坐标严格位于白光色域区内. 关键词： 磷光染料 阻挡层 白光 双发光层     

4,4′,4″-三(N-3-甲基苯基-N-苯基氨基)三苯胺掺杂MoOx作为空穴传输层对有机太阳电池性能的影响

通过采用4,4′,4″-三(N-3-甲基苯基-N-苯基氨基)三苯胺 (m-MTDATA)掺入MoO_x作为器件的空穴传输层来提高酞菁铜(CuPc)/C₆₀小分子 有机太阳电池的效率. 采用真空蒸镀的方法制备了一系列器件, 其中结构为铟锡氧化物 (ITO)/m-MTDATA:MoO_x(3:1)(30 nm)/CuPc(20 nm)/C₆₀(40 nm)/4,7-二苯 基-1,10-菲罗啉 (Bphen)(8 nm)/LiF(0.8 nm)/Al(100 nm)的器件, 在AM1.5 (100 mW/cm²)模拟太阳光的照射条件下, 开路电压V_oc=0.40 V, 短路电流J_sc=6.59 mA/cm², 填充因子为0.55, 光电转换效率达1.46%, 比没有空穴传输层的器件ITO/CuPc(20 nm)/C₆₀(40 nm)/Bphen(8 nm)/LiF(0.8 nm)/Al(100 nm) 光电转换效率提高了38%. 研究表明, 加入m-MTDATA:MoO_x(3:1)(30 nm)空穴传输层减小了有机层和ITO电极之间的接触电阻, 从而减小了整个器件的串联电阻, 提高了器件的光电转换效率.     

基于一种新型有机金属配合物的量子阱结构有机电致白光器件的性能研究

利用一种新型有机金属配合物二(2-(4-三氟甲基-2-羟基苯基)苯并噻唑锌(Zn(4-TfmBTZ)₂),基于NPB/Zn(4-TfmBTZ)₂界面电致激基复合物,制备了一系列异质结量子阱结构有机电致白光器件.结果表明,量子阱结构可以有效提高界面电致激基复合物的发光效率以及器件的显色指数和色度稳定性.得出器件ITO/NPB (60 nm)/Zn(4-TfmBTZ)₂(3.0 nm)/NPB (4.0 nm)/Zn(4-TfmBTZ)_{关键词： 二(2-(4-三氟甲基-2-羟基苯基)苯并噻唑锌 电致激基复合物 量子阱 白光}     

新型不对称酞菁的电致发光性质研究

制作了以3种新璎不对称酞菁铜为发光层的电致发光器件并研究了其电致发光性质.3种新型不对称酞菁铜为2(3)-(对叔丁基苯氧基)酞菁铜(1),2(3),9(10),16(17)-三-(对叔丁基苯氧基)酞菁铜(2)和2(3),16(17)-二-(对叔丁基苯氧基)酞菁铜(3).其中以(1)和(3)为发光层的器件结构ITO/NPB(40 nm)/Phthalocynine(Pc)(30 nm)/AlQ(43.8 nm)/LiF(0.5 nm)/Al(120 nm).其中以(2)为发光层的器件结构为:ITO/NPB(30 nm)/Pc(30 nm)/BCP(20 nm)/AlQ(30 nm)/LiF(0.5 nm)/Al(120 nm).以(1),(2)和(3)为发光层与Q带栩关联的发射波长分别出现在869和1 062 nm;1 050和1110 nm;和1 095和1 204 nm.上述发射波长的不同是因为取代基的数目和真空镀膜的分子聚集态不同造成的,所以3种不对称酞菁铜的发射峰值和半峰宽差别较大,而且由此也引起斯托克司位移的不同.     

基于MoO3/Ag/MoO3透明阳极的顶发射OLED的模拟计算与制备

运用传输矩阵法和正交分析法模拟计算出MoO₃/Ag/MoO₃透明电极的最佳厚度,采用镀膜实验验证模拟计算的准确性,制备了一系列不同MoO₃膜厚度和Ag膜厚度的透明电极。然后,制备了一系列顶发射有机电致发光器件:铝/氟化锂(LiF)/三(8-羟基喹啉)铝(Alq₃)/N,N'-二苯基-N,N'-(1-萘基)-1,1'-联苯-4,4'-二胺/三氧化钼(MoO₃)/银(Ag)/三氧化钼(MoO₃),来进一步验证模拟计算运用在器件制备中的准确性。MoO₃(10 nm)/Ag(10 nm)/MoO₃(25 nm)在532 nm处的透射率达到最大值88.256%,以该透明电极制备的器件与参考器件相比,性能有了明显提高,最大亮度和最大效率分别为20 076 cd/m²和4.03 cd/A,提高了18.5%和56%。器件性能的提高归因于顶发射OLED器件透射率的提高和MoO₃对空穴注入能力的提升。     

基于MoOx层减反射膜调节白光色度的顶发射有机电致发光器件

为了改进白光顶发射器件的色纯度,使用高折射率的材料MoOx作为光输出耦合层,通过对器件的减反射膜厚度的优化,制作了硅基顶发射有机白光器件。器件结构为Si/Ag(60nm)/MoOx(2nm)/NPB(50nm)/DPVBi(7nm)/rubrene(0.2nm)/Alq3(43nm)/LiF(1nm)/Al(1nm)/Ag(20nm)/MoOx。并结合实验,优化了减反射膜的厚度。随着MoOx厚度的增加,在460nm左右的蓝光区域出现了一个明显的发光峰,色坐标逐渐向白光等能点(0.33,0.33)靠近,实现了对白光色度的调节,制作出了高效率的白光顶发射有机电致发光器件。     

激基复合物给体作间隔层对激子复合区域的调节

为研究激基复合物器件激子复合区域的变化,在TPD/BPhen界面可形成激基复合物发光的基础上,以Ir(pq)2(acac)为探测层,制备器件ITO/Mo O_3(2.5 nm)/TPD((40-x)nm)/Ir(pq)2(acac)(0.5 nm)/TPD(x,x=0,3,6,10 nm)/BPhen(40 nm)/Cs2CO_3/Al,其中靠近BPhen的TPD称之为间隔层。电致发光光谱表明,该组器件的激子复合区域主要位于Ir(pq)2(acac)薄层和TPD/BPhen界面,分别发射595 nm和478 nm的光。随着TPD间隔层厚度的增加和电压的升高,发光区域向激基复合物区域(TPD/BPhen界面)移动,即更多的电子和空穴在TPD/BPhen界面形成激基复合物发光,Ir(pq)2(acac)发光减弱。当间隔层厚度由0 nm增至10nm时,6 V电压下的Ir(pq)2(acac)和激基复合物发光强度的比值由44降至1.5。对于间隔层厚度为6 nm的器件,Ir(pq)2(acac)和激基复合物发光强度的比值由6 V时的2.8降至10 V时的1.0。由此可见,激基复合物给体作间隔层能有效调节激子复合区域。     

非掺杂型高效绿色磷光有机电致发光器件

在空穴传输层TCTA与电子传输层TPBi之间引入磷光染料Ir(ppy)3超薄发光层,制备了结构为ITO/MoO_3(2 nm)/NPB(40 nm)/TCTA(10 nm)/Ir(ppy)3(xnm)/TPBi(40 nm)/LiF(1 nm)/Al(80 nm)的非掺杂磷光有机电致发光器件。通过调控非掺杂发光层的厚度,详细研究了Ir(ppy)3层厚度对器件性能的影响。实验结果表明,当非掺杂发光层厚度为0.2 nm时,器件的性能最好,器件的亮度、效率和外量子效率分别达到26 350 cd·m~(-2)、42.9 cd·A~(-1)和12.9%。研究结果表明,采用超薄的非掺杂发光层可以简化器件结构和制备工艺,获得高效率的OLED器件。     

基于有机异质结C60/ZnPc的绿色磷光TOLED

以有机异质结C_(60)/ZnPc作为电荷产生层,制备结构为ITO/TPBi(40nm)/C_(60)(xnm)/ZnPc(x nm)/NPB(40nm)/Al(120nm)和ITO/TPBi(40nm)/LiF(ynm)/Al(2nm)/C_(60)(5nm)/ZnPc(5nm)/MoO_3(3nm)/NPB(40nm)/Al(120nm)的非发光倒置器件,其中x的值为0、5、10和15,y的值为0、0.5、1.0和1.5.实验证明,有机异质结C_(60)/ZnPc可在外电场下实现电荷分离,加入LiF/Al和MoO_3可更有效地提高电荷产生层的电荷分离和注入能力.基于LiF/Al/C_(60)/ZnPc/MoO_3结构,制备绿色磷光叠层有机发光二极管,进一步研究该电荷产生层对叠层器件的光电性能影响.结果表明,电荷产生层的电荷分离和注入可影响叠层器件内部的电荷注入平衡,进而对器件性能产生影响.当LiF、Al、C_(60)、ZnPc和MoO_3结构厚度分别为0.5nm、1nm、5nm、5nm和3nm时,电荷产生层产生的电荷与两侧电极注入的电荷达到匹配,使叠层器件具有最佳光电性能,获得了高效绿色磷光叠层器件,其驱动电压明显低于单层器件2倍,最大亮度、电流效率和功率效率分别达84 660cd·m~(-2)、94.7cd·A~(-1)和43lm·W~(-1).     

新型蓝色荧光材料5,5',6,6'-四苯基-2,2'-联吡嗪的制备和发光性质

以乙二胺和二苯乙二酮为原料合成了5,6-二苯基-2,3-二氢吡嗪(Dpdhpz),Dpdhpz在Ir Cl3·3H2O或三氟化硼乙醚等路易斯酸作用下发生自身氧化偶联得到了5,5',6,6'-四苯基-2,2'-联吡嗪(Dbppz)。在四氢呋喃(THF)溶液中,Dbppz的光致发光(PL)为深蓝色,最大发射峰位于400 nm,CIE坐标为(0.16,0.03)。Dbppz在THF溶液中最大量子效率为89%,在聚苯乙烯薄膜(Dbppz质量分数5%)中的量子效率为78%。将Dbppz制备成器件结构为ITO/HAT-CN(5 nm)/NPB(40 nm)/Dbppz(20 nm)/Tm Py PB(40 nm)/Li F(1 nm)/Al(100 nm)的非掺杂电致发光器件。实验发现,该非掺杂器件并没有产生预期的蓝色发光,而是意外地得到了一个白光器件。我们推测产生白光发射的原因与发光层和空穴传输层之间相互作用有关。由于空穴传输层NPB的芳胺结构具有电子给体性质,而Dbppz的吡嗪结构具有电子受体结构,发光层与空穴传输层的界面发生了电子给体和电子受体的相互作用,形成了激基复合物。在电致发光(EL)光谱中,除了Dbppz发光材料在415 nm的发射外,在550 nm还出现强的激基复合物的发射。激基复合物的产生使得EL发射出现了长波长光谱,同时减弱了发光层的"本征"发光。蓝色"本征"发光与激基复合物的黄色发光构成了一个CIE坐标值为(0.27,0.33)(亮度100 cd/m2)的白光器件。器件最大外量子效率、最大功率效率和最大电流效率分别为44%、0.74 lm/W和1.04 cd/A。     

Exciplex elimination in an organic light-emitting diode based on a fluorene derivative by inserting 4,4’-N,N’-dicarbazole-biphenyl into donor/acceptor interface

Organic light-emitting diodes (OLEDs) composed of a novel fluorene derivative of 2,3-bis(9,9-dihexyl-9H-fluoren-2-yl)-6,7-difluoroquinoxaline (F2Py) were fabricated, and exciplex emission was observed in the device. To depress the exciplex in an OLED for pure colour light emission, 4, 4'-N,N'-dicarbazole-biphenyl (CBP) was inserted as a separator at the donor/acceptor interface. It was found that the device without the CBP layer emitted a green light peaking at 542~nm from the exciplex and a shoulder peak about 430~nm from F2Py. In contrast, the OLED with CBP layer emitted only a blue light peak at about 432~nm from F2Py. Device efficiencies were calculated by a simulative mode in an injection controlled type mechanism, and the results showed that exciplexes yield much lower quantum efficiency than excitons. The device with CBP has a higher power efficiency as no exciplex was present.     

ZnCuInS/ZnS量子点与Poly-TPD补偿发光光谱的研究

ZnCuInS/ZnS量子点是一种无重金属、“绿色”半导体纳米材料。在研究中,制备出尺寸为3.2 nm的ZnCuInS/ZnS核壳量子点,并说明它是施主-受主对复合发光。通过测量ZnCuInS/ZnS量子点的光致发光光谱,其发射峰值波长为620 nm、半宽度是95 nm的红光。同时,还制备出Poly-TPD有机薄膜,其发光光谱是峰值波长为480 nm的蓝光。所以,ZnCuInS/ZnS量子点和Poly-TPD发光颜色具有互补性。在ZnCuInS/ZnS量子点薄膜层上包覆一层poly-TPD薄膜后,二者发光颜色互补。在恰当的偏置电压下,可以得到较好的白光光谱。计算表明,其色坐标是(0.336,0.339),颜色指数是92。     

PS-TPD空穴传输层的高亮度绿光有机电致发光器件的研究

研究了不同质量比的聚苯乙烯(PS)三苯基二胺(TPD)复合空穴传输层对有机电致发光器件(OLED)性能的影响。采用此掺杂体系作器件的空穴传输层,利用旋涂工艺制备了结构为indium-tin-oxide(ITO)/polystyrene(PS)∶N,N′-bis(3-methylphenyl)-N,N′-diphenylbenzidine(TPD)/tris-(8-hydroxyquinoline)-aluminium(Alq3)/Mg∶Ag的双层有机电致发光器件。为便于比较,另直接蒸镀TPD薄膜做空穴传输层制备了相似结构的器件。利用飞行时间法对不同PS-TPD质量比例的薄膜的空穴迁移率进行了表征,并对器件的电致发光特性进行了测试。测试结果表明,掺杂薄膜的空穴迁移率比纯TPD膜的低1~2个数量级。当质量比为m(PS)∶m(TPD)=10∶90时,器件具有最高光亮度14280 cd/m2和最高流明效率1.2 l m/W。说明适当质量比PS的引入相对降低了薄膜的空穴迁移率,调节了TPD的空穴传输能力,更有效地平衡了复合区内正负载流子的数目,从而提高了器件的发光亮度和效率。     

双层有机电致发光器件中多成分激发态发射

在结构为ITO/TPD(60nm)/PBD(60nm)/Al的双层器件观察到了单体发射、激基复合物发射和电荷对复合物发射.该器件和TPD∶PBD(等摩尔)混合蒸发薄膜的光致发光光谱研究表明激基复合物仅在TPD/PBD界面形成.电致发光光谱随偏置变化，反映出各激发态的不同形成机理和不同的占有比例及载流子在器件中动态复合的过程. 关键词： 电致发光 激发态发射 激基复合物 电荷对复合物     

零维锑基有机-无机杂化氯化物的自陷态激子发光及其发光二极管

新兴的零维金属卤化物材料由于其优异的光电性能,近期引起了研究者们的特别关注。本文使用反溶剂法和旋涂法分别制备了零维金属卤化物四苯基膦氯化锑[（C₆H₅）₄P]₂SbCl₅的发光材料和器件,通过稳态激发/发射光谱、瞬态光谱对其发光性能进行了研究。研究结果表明,在紫外光激发下,[（C₆H₅）₄P]₂SbCl₅可以发出明亮的橙红光,这种橙红光源于零维限域作用下的自陷态激子三重态发光。变温光致发光（PL）和衰减寿命研究表明该物质具有600 meV左右的热激活能,抗热猝灭性能较强。通过优化器件结构,引入聚[双（4-苯基）(4-丁基苯基)胺]（Poly-TPD）作为空穴传输层,通过混合Poly-TPD的荧光发射和[（C₆H₅）₄P]₂SbCl₅的自陷激子发光,获得了在6 V...     

电场变化对有机磷光器件中激子形成影响的研究

激子形成区域随电场变化的移动会使得有机电致发光器件(OLEDs)的效率和色度发生改变,从而影响器件的性能。文章首先制备了两种OLED器件,器件1为ITO/PEDOT∶PSS/PVK∶Ir(ppy)₃∶DCJTB (100∶2∶1 wt)/BCP(10 nm)/Alq₃(15 nm)/Al,器件2为ITO/PEDOT∶PSS/PVK∶Ir(ppy)₃(100∶2 wt)/BCP(10 nm)/Alq₃(15 nm)/Al,研究了电场强度对单层多掺杂结构器件激子形成的影响。实验发现在多掺杂发光层中,随着电压的增加,Ir(ppy)₃,PVK和DCJTB的发光均增强,PVK和DCJTB发光增强更快。对其发光机制进行分析,认为较高电场下,载流子获得较高能量,更容易形成高能量激子,产生宽禁带材料PVK的发光;另一方面,从能级结构分析DCJTB的带隙较窄, 俘获更多的载流子发光更强。同时,在器件的电致发光(EL)光谱发现在460 nm处一新的发射峰, 发光随着电压的增大相对减弱。为了研究460 nm发光的来源,制备了器件：ITO/PEDOT∶PSS/PVK∶BCP∶Ir(ppy)₃(x∶y∶2 wt)/Alq₃(15 nm)/Al, 改变x, y的比值研究发现,460 nm处的发光依然存在,推测此发光峰应与PVK及BCP之间有关。     

芴-咔唑新型共聚物/PVK掺杂体系的电致发光特性研究

研究了新型的芴-咔唑共聚物(PFC)与聚乙烯咔唑(PVK)掺杂体系的光致发光和电致发光特性.制备了结构分别为indium-tin-oxide(ITO)/PVK:PFC/bathocuproine(BCP)/tris-(8-hydroxylquinoline)-aluminum (Alq₃) /Mg:Ag，ITO/PFC/BCP/Alq₃/Mg∶Ag和ITO/PVK/BCP/Alq₃/Mg∶Ag的三种有机电致发光器件.对器件的光电特性进行了测试.结果表明，掺杂体系中的PVK有效地抑制了固态膜中PFC激基缔合物的形成.掺杂器件在不同的外加电场作用下发生发光层位置的移动，通过调节外加电场，可以获得从绿光到蓝光的可见光发射.当外加电压大于7V时，掺杂器件的蓝色发光亮度达到1650cd/m²，推测其中可能存在从PVK到PFC的能量传递过程.     

有机电致发光器件中新型芴类小分子材料的光谱特性

针对新型芴类小分子材料6,6′-(9H-fluoren-9,9-diyl)bis(2,3-bis (9,9-dihexyl-9H-fluoren-2-yl) quinoxaline) (BFLBBFLYQ)和空穴传输材料N,N′-biphenyl-N,N′-bis-(3-methylphenyl)-1, 1′-biphenyl-4,4′-diamine(TPD)及二者混合体系的荧光光谱和吸收光谱进行了测试表征,制备了结构为indium-tin oxide (ITO)/BFLBBFLYQ∶TPD/Alq/Mg∶Ag的双层有机电致发光器件。研究发现,BFLBBFLYQ∶TPD混合薄膜存在一个不同于单独分子薄膜的低能量发射光谱,发光峰在530 nm处,与tris(8-hydroxyquinolinato)aluminum(Alq)薄膜的荧光光谱相同,亦与结构为BFLBBFLYQ∶TPD/Alq双层器件的电致发光光谱相同。鉴于荧光染料4-(dicyanomethylene)-2-tert-butyl-6(1,1,7,7-tetramethyljulolidyl-9-enyl) -4H-pyran(DCJTB)的吸收光谱与Alq的荧光光谱有很好的重叠,利用Forster能量传递理论,将DCJTB红色染料引入双层器件,通过调节掺杂位置,考察器件的发光光谱情况,进而对BFLBBFLYQ∶TPD/Alq双层器件的载流子复合区域进行了研究。结果表明,双层器件的载流子复合区域位于BFLBBFLYQ∶TPD/Alq界面附近的Alq层内。     

TADF激基复合物主体材料提升溶液法制备蓝色荧光有机发光二极管的效率

为了提升溶液法制备的蓝色荧光有机发光二极管(OLEDs)的效率,采用了基于热激活延迟发光(TADF)的激基复合物作为主体材料。TADF激基复合物主体可以利用反向系间窜跃上转换形成单线态激子并将能量传递到客体,从而可以同时利用发光层中的三线态激子和单线态激子,以提升蓝色荧光器件的效率。选择蓝色荧光材料1-4-Di-[4-(N,N-diphenyl)amino]styryl-benzene(DSA-ph)作为客体发光材料,4,4′,4″-T-ris(carbazol-9-yl)triphenylamine(TCTA)掺杂1,3,5-Tri(1-phenyl-1H-benzo[d]imidazol-2-yl)phenyl)(TPBi)作为热激活延迟荧光激基复合物主体,通过溶液法制备了蓝色荧光OLEDs。通过测试TCTA,TPBi以及TCTA掺杂TPBi的光致发光光谱发现,与TCTA和TPBi相比,TCTA掺杂TPBi的光致发光谱(PL)发生了明显的红移(峰值波长变为437 nm),而且光谱变宽,证明了TCTA∶TPBi激基复合物的形成。通过对于DSA-ph掺杂激基复合物主体的薄膜与DSA-ph掺杂poly(methyl methacrylate)(PMMA)的薄膜进行PL测试发现,两者发光峰相同,都是来自DSA-ph的发光,说明激基复合物主体将能量传递到了DSA-ph;DSA-ph的吸收光谱与激基复合物主体的PL光谱存在很大重叠,说明激基复合物主体与DSA-ph的能量传递非常有效;通过对激基复合物主体掺杂不同浓度客体的薄膜进行瞬态PL衰减测试发现,与纯DSA-ph的寿命相比,DSA-ph掺杂激基复合物主体之后其寿命会延长,纯DSA-ph的寿命只有1.19 ns,DSA-ph掺杂激基复合物主体的荧光衰减曲线与激基复合物主体的荧光衰减曲线相似,这进一步证明了激基复合物主体将能量传递到了DSA-ph。研究了主体引入以及DSA-ph掺杂浓度对器件性能的影响。对于器件的亮度、电流密度、电压、电流效率、电致发光光谱等参数进行了测试,与不采用激基复合物主体的器件相比,采用激基复合物主体的器件性能明显改善,在DSA-ph掺杂浓度为10%时,器件亮度从2133.6 cd·m^-2提升到了3597.6 cd·m^-2,器件效率从1.44 cd·A-1提升到了3.15 cd·A-1,发光峰只有来自DSA-ph的发光。采用TADF激基复合物主体的方法有潜力实现溶液法制备的高效蓝色荧光OLEDs。