TCTA在外电场下的双分子发光现象

制备了三苯胺化合物4,4′,4″-三(咔唑-9-基)三苯胺(TCTA)的单层器件ITO/MoO_3/TCTA/LiF/Al和TCTA/TPBi双层异质结器件ITO/NPB/TCTA/TPBi/Bphen/LiF/Al,研究了TCTA的双分子发光现象。通过测试器件的光电性能和薄膜的稳态光谱,得出以下结论:(1)单层器件的电致发光光谱有425 nm和600 nm两个发光峰。与TCTA薄膜的光致发光光谱对比,可知425 nm附近的蓝色发光峰来源于TCTA单体发光,而600 nm附近的橙色发光应为TCTA二聚体electromer的发光。蓝色和橙色发光混合,使单层器件发光颜色表现为白色,对应色坐标为(0.381,0.343)。(2)TCTA/TPBi双层异质结器件的电致发光光谱为440 nm的单峰,器件的最大发光亮度为930 cd/m~2,发光性能明显优于单层器件。结合薄膜TCTA、TPBi和TCTA/TPBi的光致发光光谱和紫外-可见光吸收光谱,可知双层器件的发光来自TCTA~+TPBi~-电致激基复合物。双层器件表现出良好的色稳定性,电压在6～11 V范围,CIE色坐标为(0.18±0.01,0.14±0.01)。     

3DTAPBP的双分子激发态——电致激基缔合物和激基复合物

研究了苯胺类化合物3DTAPBP(2,2’-二(3-二对甲苯基氨基苯基)联苯)的双分子激发态。首先,制备了3DTAPBP的单层有机发光二极管(OLED)：ITO/MoO₃/3DTAPBP/LiF/Al,其电致发光光谱中不仅含有3DTAPBP的单体激子发光(中心波长约420 nm,蓝光),还观察到电致激基缔合物的发光(峰值为578 nm, 黄光)。由单体发光和电致激基缔合物发光可以混合得到白光,如：7.0 V电压下,3DTAPBP的单层器件的色坐标为(0.36, 0.31),器件结构非常简单。不过由于单层器件中载流子注入和传输的严重不平衡,亮度和效率极低。此外,在3DTAPBP与电子传输材料TPBi(1,3,5-三(1-苯基-1H-苯并咪唑-2-基)苯)构成的双层器件(ITO/MoO₃/3DTAPBP/TPBi/LiF/Al)中,由于载流子在界面处的堆积,观察到3DTAPBP/TPBi界面处形成激基复合物发光(中心波长约490 nm),对应光子的能量和3DTAPBP与TPBi的HOMO(最高占有轨道)-LUMO(最低未占有轨道)能级差基本吻合。对双层器件的电致发光光谱进行洛伦兹分解拟合,发现随着电压的增加,激基复合物发光减弱,原因是更多的载流子越过3DTAPBP/TPBi界面势垒,相应的3DTAPBP的单体激子发光逐渐增强。4,6和8 V驱动电压下,双层器件的色坐标分别为(0.28, 0.35),(0.24, 0.29)和(0.27, 0.28),随着驱动电压的增大,发光颜色逐渐趋于白色。双层器件的最高亮度和最大电流效率分别达1 349.2 cd·m-2,1.22 cd·A-1。     

一种基于PFO掺杂的理想白光有机电致发光器件

研究了以芴类蓝光材料PFO为主体,通过掺杂MEH-PPV得到单层的白光有机电致发光器件,并从掺杂浓度对器件的光谱特性和色坐标稳定性的影响方面对其发光性能进行了分析研究。在MEH-PPV以2.5Wt%掺杂时,器件开启电压为3V,发光色坐标可达到标准白光等能点(0.33,0.33),器件发光色坐标在5～20V很宽的范围内随电压变化幅度很小,基本稳定在白光区。     

高效率和色稳定性的双超薄发光层的黄光有机电致发光器件

主要对rubrene黄光发光材料制作0.1nm厚度的超薄发光层的有机电致发光器件作了研究,并配合BCP空穴阻挡层探讨了对器件效率和色坐标稳定性的影响。双超薄rubrene发光层配合BCP空穴阻挡层的有机电致发光器件的性能得到了很好的改善,外加电压6V时,器件电流效率为6.35cd.A-1;外加电压10V时,器件发光亮度达到了7068cd.m-2。另外,在较大的外加电压驱动范围内,器件的色坐标一直保持在(0.49,0.49)。增加的发光效率和良好的色坐标稳定性主要是取决于空穴与电子的注入与输运平衡以及激子在超薄rubrene发光层中稳定性的复合平衡。     

三波段白光有机电致发光器件及其色稳定性的控制

制备并研究了基于3种小分子荧光材料的白光有机电致发光器件。发光层采用红色发光材料DCJTB掺杂绿光材料Alq3构成混合发光层,与OXD-7构成的蓝色发光层形成异质结的结构,并以NPB为空穴注入层。通过改变结构参数详细研究了发射光谱及其色坐标的电场依赖性。通过分析载流子注入/传输特性,控制激子的复合区域等措施得到了色坐标稳定性好、光谱丰富的高性能白光电致发光器件。经过优化的器件结构可以覆盖更大的可见光区域,当电压从9 V增加到13 V时,色坐标仅从CIE(x,y)=(0.364,0.314)偏移到CIE(x,y)=(0.332,0.291),具有较好的色稳定性。     

采用复合母体的高效高显色指数白光有机发光二极管

采用复合母体技术制备了一种高效率高显色指数白光有机发光二极管。驱动电压在8 V到12 V变化时,器件的CIE-1931色坐标由(0.343 2, 0.339 7)变化到(0.324 3, 0.321 8),相关色温由5 035 K变化到5 915 K,其显色指数均保持在90以上。器件在14 V时达到最大亮度,为27 853 cd/m²,在7.5 V时达到最大效率为9.58 cd/A。实验中通过调节绿色和红色发光层的厚度来调节器件的发光光谱,通过敏化绿色和红色发光成分以实现电致发光效率的提高,器件的最大效率比没有采用敏化机制的参比器件提高了73.6%。     

基于颜色转换层的有机白光器件性能研究

以DCJTB为颜色转换层,结合双蓝色发光层有机电致发光器件制备了结构为PMMA∶DCJTB(x%)/ITO/NPB(30nm)/mCP(5nm)/mCP∶Firpic(8%,30nm)/TPBi∶Firpic(8%,10nm)/TmPyPB(30nm)/Cs2CO3(1nm)/Al(x=0.7,1.0,1.5)的白色有机发光器件.结果表明,器件的效率和显示性可通过DCJTB浓度加以调控,当DCJTB浓度为1.0%时,器件拥有最佳性能,其最大电流效率、色坐标和显色指数分别为13.4cd·A-1、(0.33,0.31)和69.为进一步提高器件效率和显色性,在发光层TPBi∶Firpic与电子传输层TmPyPB之间插入TPBi/TPBi∶Ir(ppy)3结构,研究表明:该插入结构能丰富器件发光颜色,增大颜色转换层的有效吸收光量;同时可限制激子复合区域,提升激子利用率,实现了器件效率和显色性能的同时提升.获得的白光器件最大电流效率和显色指数分别为17.8cd·A-1和81,分别提升了33%和17%,色坐标仅漂移(0.02,0.02).     

Nondoped-type White Organic Light-Emitting Diode Using Star-Shaped Hexafluorenylbenzene as an Energy Transfer Layer

采用真空蒸镀的方法以星形六苯芴类新材料1,2,3,4,5,6-hexakis(9,9-diethyl-9H-fluoren-2-yl)benzene(HKEthFLYPh)作为能量传输层制备了indium-tin-oxide(ITO)/N,N′-bis-(1-naphthyl)-N,N′-diphenyl-(1,1'-biphenyl)-4,4′-diamine(NPB)/HKEthFLYPh/5,6,11,12-tetraphenylnaphtacene(rubrene)/tris(8-hydroxyquinoline) aluminum (Alq3)/Mg:Ag的白色有机电致发光器件. NPB和Alq3分别作为蓝色发光层和电子传输层,NPB和Alq3之间的超薄Rubrene层 作为黄色发光层. 结果表明,超薄rubrene层改善了白光器件的色纯度与稳定性,器件的光谱及色坐标几乎不随驱动电压的变化而改变.当rubrene层厚度为0.3 nm时,器件的Commissions Internationale De L′Eclairage (CIE)色坐标为(0.32,0.33). 驱动电压为18 V时,器件的最大亮度为4816 cd/m2.     

利用磷光敏化改善聚合物白光OLED性能

基于新型聚合物白光材料PF-DTFO制备了一种聚合物白光发光二极管(PWOLED),通过在聚合物发光层中掺杂蓝光磷光染料FIrpic,利用磷光敏化发光原理,改善器件电致发光性能。在敏化PWOLED中,掺杂的FIrpic染料作为给体将产生的三重态能量传递给白光聚合物的长波发射基团,进一步提高了长波基团的发光强度,改善了白光光谱,使基色更平衡并且光谱更稳定。驱动电压从8 V增加到16 V时,器件电致发光光谱基本不变,色坐标仅从(0.33,0.38)移动至(0.32,0.38)。敏化后的器件发光效率相对于未掺杂器件提高了38%。     

聚合物/碳量子点复合EL器件及光谱移动机理

制备了结构为ITO/PEDOT∶PSS/polyvinylcarbazole(PVK)/carbon quantum dots(CDs)/LiF/Al的电致发光器件。器件的发光光谱显示:在电压从7 V增大到13 V的过程中,光谱峰值从380 nm移动到520 nm,色坐标由(0.20,0.20)移动到(0.29,0.35)。经与PL光谱对比认为,EL光谱包含了PVK与碳量子点的双重贡献,随着电压的增大,碳量子点的发射逐渐增强,PVK发光先增强后减弱。结合器件能级结构讨论了器件的发光机制,认为低电场下的PVK兼具发光层和电子阻挡层的功能,EL光谱为PVK层和碳量子点的发光叠加;随着电场强度的增大,碳量子点和PVK界面区的空间电荷阻止了电子向PVK的传输,光谱转变为由碳量子点和激基复合物的共同贡献。     

Improvement of electro-optic performances in white organic light emitting diodes with color stability by buffer layer and multiple dopants structure

A series of white phosphorescent OLED devices with buffer layer and multiple dopant structure is investigated in order to obtain better electro-optic performances and color stability. The color coordinate and color stability are related to the location of multiple dopants layer, and the optimized location can compensate for the change of the blue emission intensity under a high voltage and stabilize the spectrum. The electro-optic performances and color stability can be further improved by changing the composition and thickness of the buffer layer between the emitting layer and the electron transport layer.In device B2, the distance from multiple dopant layer to buffer layer is 2 nm and the thickness of buffer layer is 5 nm,the maximum luminance, current density, and power efficiency can reach 9091 cd/m~2, 364.5 mA/cm~2, and 26.74 lm/W,respectively. The variation of international commission on the illumination(CIE) coordinate of device B2 with voltage increasing from 4 V to 7 V is only(0.006, 0.004).     

基于在聚合物中掺杂染料DCJTB的白色有机电致发光器件

将Alq₃和DCJTB作为掺杂物与基质PVK按照不同比例混合共溶,旋涂成膜,制备了PVK∶Alq₃∶DCJTB为发光层的结构为ITO/ PVK∶Alq₃∶DCJTB/ BCP/Alq₃/LiF/Al的器件,其中Alq₃和BCP分别用作电子传输层和空穴阻挡层,PVK用作蓝光发光层和空穴传输层。保持PVK和DCJTB的质量比为100∶1不变,改变PVK和 Alq₃的质量比,当PVK和Alq3的质量比为20∶1时,得到了效果较好的白光。器件在电压为14 V时,色坐标达到(0.33,0.36),在10～14 V范围内变化甚微。     

High color rendering index white organic light-emitting diode using levofloxacin as blue emitter

Levofloxacin(LOFX), which is well-known as an antibiotic medicament, was shown to be useful as a 452-nm blue emitter for white organic light-emitting diodes(OLEDs). In this paper, the fabricated white OLED contains a 452-nm blue emitting layer(thickness of 30 nm) with 1 wt% LOFX doped in CBP(4,4'-bis(carbazol-9-yl)biphenyl) host and a584-nm orange emitting layer(thickness of 10 nm) with 0.8 wt% DCJTB(4-(dicyanomethylene)-2-tert-butyl-6-(1,1,7,7-tetramethyljulolidin-4-yl-vinyl)-4H-pyran) doped in CBP, which are separated by a 20-nm-thick buffer layer of TPBi(2,2',2"-(benzene-1,3,5-triyl)-tri(1-phenyl-1H-benzimidazole). A high color rendering index(CRI) of 84.5 and CIE chromaticity coordinates of(0.33, 0.32), which is close to ideal white emission CIE(0.333, 0.333), are obtained at a bias voltage of 14 V. Taking into account that LOFX is less expensive and the synthesis and purification technologies of LOFX are mature, these results indicate that blue fluorescence emitting LOFX is useful for applications to white OLEDs although the maximum current efficiency and luminance are not high. The present paper is expected to become a milestone to using medical drug materials for OLEDs.     

Improving the color purity and efficiency of blue organic light-emitting diodes (BOLED) by adding hole-blocking layer

This work demonstrates the fabrication of a bright blue organic light-emitting diode (BOLED) with good color purity using 4,4′-bis(2,2-diphenylvinyl)-1,1′-biphenyl (DPVBi) and bathocuproine (BCP) as the emitting layer (EML) and the hole-blocking layer (HBL), respectively. Devices were prepared by vacuum deposition on indium tin oxide (ITO)-glass substrates. The thickness of DPVBi used in the OLED has an important effect on color and efficiency. The blue luminescence is maximal at 7670 cd/m² when 13 V is applied and the BCP thickness is 2 nm. The CIE coordinate at a luminance of 7670 cd/m² is (0.165, 0.173). Furthermore, the current efficiency is maximum at 4.25 cd/A when 9 V is applied.     

荧光染料掺杂的高效率、高亮度白色有机电致发光器件

制备了结构为 ITO/NPB（30 nm）/Rubrene（0.2 nm）/CBP：Bczvbi（8 nm,x%）/Bphen（30 nm）/Cs₂CO₃：Ag₂O（2 nm,20%）/Al（100 nm）的器件。研究了Bczvbi掺杂浓度（x=5,10,15）对白光器件性能的影响。综合利用发光层中主客体之间的能量转移和空穴阻挡层的空穴阻挡特性,得到了高效率、高亮度的白色有机电致发光器件。当Bczvbi的掺杂质量分数为10%时,器件的效率和亮度都为最大。驱动电压为7 V时,最大电流效率为4.61 cd/A;驱动电压为9 V时,最大亮度为21 240 cd/m²。当驱动电压从4 V增加到9 V时,色坐标从（0.36,0.38）变化为（0.27,0.29）,均处于白光区域。     

效率增强的新型蓝色有机发光器件

使用一种新型空穴传输材料J003制备了不同结构、不同发光层厚度的两组蓝色发光器件,其结构为:ITO/CuPc/J003/JBEM:perylene/Al_q3/LiF/Al和ITO/CuPc/J003/JBEM:perylene/TPBi/Al_q3/LiF/Al,这里CuPc(Copper phthalocyanine)和LiF分别为空穴注入层(HIL)和电子注入层(EIL),J003为空穴传输层(HTL),JBEM(9,10-bis(3,5'-diaryl)phenylylanthracene)为发光层(EML),TPBj(1,3,5-tri(phenyl-2-benzimidazole)-benzene)为空穴阻挡层(HBL),Al_q3(tris(8-quinolinolato)aluminium complex)为电子传输层(ETL).两种结构中前者为无阻挡层的普通型结构,后者在发光层和电子传输层中加入了空穴阻挡层,是新型阻挡层结构.研究了空穴阻挡层的引入在不同厚度发光层时对器件发光性能的影响,结果表明,新型阻挡层结构能明显提高器件的亮度和效率,但依赖于发光层厚度,利用能级图分析了其中的原因.     

有机发光材料DPVBi的空穴阻挡特性

讨论了有机发光材料4,4′-bis(2,2′-diphenylvinyl)-1,1′-biphenyl(DPVBi),在结构为ITO/N,N′-bis-(1-naphthyl)-N,N′-diphenyl-1,1′-biphenyl-4,4′-diamine(NPB)/DPVBi/tris-(8-hydroxyquinoline)aluminum(Alq₃)/LiF/Al的有机电致发光器件中所表现出来的空穴阻挡特性。通过实验可以看到,当NPB的厚度小于DPVBi的厚度时,DPVBi对空穴的阻挡作用和其自身的厚度有关,厚度越大阻挡能力越强。DPVBi的厚度一定(120nm)且不足以将空穴完全限制于DPVBi层内时,其对空穴的阻挡能力,随着NPB厚度(30~60nm)的增加而相对减弱。当NPB的厚度大于DPVBi的厚度时,进入DPVBi层的空穴,随着它们之间厚度差别的增大而增加,从而使器件的光谱半峰全宽加大。这几条规律对于制作基于DPVBi的有机蓝光和有机白光器件具有一定的指导意义。     

TBPe作蓝光材料的双层白色有机电致发光器件的性能

选用一种新型高效的蓝光有机小分子荧光染料TBPe,首次制备了以PVK:TBPe为蓝光发光层和Alq₃:rubrene为橙红光发光层的双层白光有机电致发光器件,器件结构为ITO/PVK:TBPe/Alq₃:rubrene/Mg:Ag。通过适当调节各有机层的掺杂比例和厚度,得到了发光性能比较理想的白光器件。器件在7V左右启亮,而且随着外加电压的变化,色坐标基本保持不变,在外加驱动电压为16V时,器件的亮度为738cd/m²,外量子效率为0.2%。我们还尝试选用本身可以发绿白光,而且兼具电子传输特性的母体材料Zn(BTZ)₂替代Alq₃,器件的最大亮度提高到1300cd/m²,色坐标为(0.32,0.36),更加接近白色等能点,器件其他光电性能也得到了显著地提高。