柔性衬底白色有机电致发光器件的制备及其性能

采用以ITO为导电层的柔性透明PET基片作为衬底,以2-(2-羟基苯基)苯并噻唑螯合锌(Zn(BTZ),)作为发光层制备出结构为PET／ITO／PVK：TPD／Zn(BTZ)2／Al明亮的近白色柔性有机小分子电致发光器件。发光的色坐标值为x=0．242,y=0．359,在25V的直流电压驱动下,亮度为1000cd／m^2,量子效率达到了0．30％。并进一步在Zn(BTZ)2中掺入橙红色染料Rubrene,制成PET／ITO／PVK：TPD／Zn(BTZ)2：Rubrene／Al结构器件。实现了纯白色发光(色坐标值：x=0．339,y=0．339),非常接近于白色等能点,驱动电压为25V时器件的亮度达1200cd／m^2,且量子效率达0．35％。最后对器件的发光性能及机理进行了深入的研究和探讨。     

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}     

两种宽谱带蓝光发射材料的制备、表征及光学特性

合成了两种以钙为中心金属离子的有机电致发光材料2-(2-羟基苯基)苯并噻唑钙Ca(BTZ)₂和2-(2-羟基苯基苯并噻唑)-(1,10-邻菲罗啉)合钙Ca(BTZ)₂phen。通过红外光谱、紫外-可见光吸收光谱、循环伏安曲线、原子力显微镜以及光致发光光谱表征了材料的结构、光学带隙、能带结构、成膜性以及光学性能。实验结果表明,在DMSO溶液中,Ca(BTZ)₂的紫外吸收峰主要为290,330,422nm;Ca(BTZ)₂phen的紫外吸收峰主要为292,330,428nm。Ca(BTZ)₂的荧光发射峰为458nm和500nm,色坐标为x=0.2176,y=0.3223;Ca(BTZ)₂phen的荧光发射峰主要为465nm和514nm,色坐标为x=0.2418,y=0.3817。利用真空热蒸镀法可以得到均匀致密的Ca(BTZ)₂phen的薄膜,其粗糙度为1.56。Ca(BTZ)₂薄膜也有望通过旋涂制备。实验发现Ca(BTZ)₂与Ca(BTZ)₂phen的荧光光谱几乎覆盖整个可见光区域,为宽谱带发光材料,有望设计成合理的器件结构实现白光发射。     

发光层和空穴传输层对白色电致发光器件性能的影响

利用电子传输性能良好的苯并噻唑螯合锌(Zn(BTZ)₂)作为蓝光层，通过设计不同类型的空穴传输层并试验不同厚度的发光层后，制作了一种最佳厚度的双发光层白色电致发光器件：氧化铟锡(ITO)/N-N′-双(3-甲基苯基)-N-N′-二苯基-1-1′-二苯基-4-4′-二胺(TPD)∶N,N′-二(1-萘基)-N,N′-二苯基-1,1′-联苯-4-4′-二胺(NPB)(1∶0.0 关键词： 厚度 空穴传输层 白光 载流子     

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。     

铽配合物Tb(o-MBA)3phen与PVK掺杂体系的发光机理

合成了一种新型的稀土铽配合物材料Tb(o-MBA)₃phen,并把它作为发光材料应用于有机电致发光器件中。将铽配合物与PVK的混合溶液用旋涂法制得发光层,并利用Alq₃作为电子传输层制备了多种结构的电致发光器件:器件A:ITO/PVK:Tb(o-MBA)₃phen/LiF/Al;器件B:ITO/PVK:Tb(o-MBA)₃phen/BCP/Alq₃/LiF/Al;器件C:ITO/BCP/PVK:Tb(o-MBA)₃phen/Alq₃/LiF/Al。由器件A和C得到了纯正的、明亮的Tb³⁺的绿光发射,发射光谱中四个特征峰分别对应着能级⁵D₄→⁷F_J(J=6,5,4,3)的跃迁,而PVK的发光完全被抑制。在光致发光中PVK的发射光谱和铽配合物的激发光谱有一定的重叠,两者之间可能存在Frster能量传递。同时PVK与铽配合物掺杂体系的激发光谱与纯PVK的激发光谱非常相像,而与铽配合物的激发光谱差别很大,这也说明掺杂体系中铽的发光有一部分来源于PVK分子的激发,PVK与铽配合物之间存能量传递过程。研究了掺杂体系的电致发光性能,在电致发光中,铽的发光主要来源于稀土配合物直接俘获载流子形成激子并复合发光。通过优化选择得到了发光性能较好的器件,器件的最大亮度在17V时达到180cd/m²。     

新型双色有机电致磷光器件

所研究的有机电致磷光发光器件(OLED)选用了一种新型金属铱的化合物Ir(C6)₂(acac),这种金属化合物由配位体香豆素C6和乙酰丙酮(acac)与金属铱化合形成。Ir(C6)₂(acac)可同时作为电子传输材料和发光掺杂剂。比较香豆素C6和Ir(C6)₂(acac)固体材料的光致发光谱,可见Ir(C6)₂(acac)明显抑制了有机电致发光材料分子与分子之间的发光猝灭效应。采用ITO/TPD(N,N′-diphenyl-N,N′-bis(3-methyl-phenyl)-1,1′biphenyl-4,4′diamine)/Ir(C6)₂(acac)/BAlq(bis(2-methyl-8-quinolinolato-N₁,O₈)-(1,1′-biphenyl-4-olato)aluminum)/Alq₃aluminum/Liq(8-hydroxyquinolinelithium)/Al结构,可得到CIE(Commission Interationaled′Eclairage)值为x=0.43;y=0.40的橙红色发光器件,最高亮度可达3390cd/m₂,最大电流效率为1.3cd/A。采用同样的器件结构以Ir(C6)₂(acac)掺杂Alq₃主体得到绿色发光器件,发光色的CIE坐标值为x=0.29;y=0.58,最高亮度可达8832cd/m₂,最大电流效率为5.6cd/A。器件的发光机理研究表明Ir(C6)₂(acac)的非掺杂器件发光以Ir(C6)₂(acac)的三线态磷光为主,器件发光为橙色;在Alq₃中的单掺杂器件以Alq₃和Ir(C6)₂(acac)的荧光为主,同时有小比例Ir(C6)₂(acac)的三线态磷光成分存在,器件总体发光为绿色。     

新型苯基吡唑铱(Ⅲ)配合物的合成及光物理性能研究

合成了4种新型铱配合物(ppz)₂Ir(LX)(ppz＝1-苯基吡唑,LX＝2-(2’-羟基苯基)苯并噻唑(BTZ),2-(3’-甲基-2’-羟基苯基)苯并噻唑(3-MeBTZ),2-(4’-甲基-2’-羟基苯基)苯并噻唑(4-MeBTZ),2-(4’-三氟甲基-2’-羟基苯基)苯并噻唑(4-TfmBTZ)),并对其分子结构和光物理性能进行了表征。结果表明,4种配合物的最大发光峰分布在583～615 nm,并都在400 nm左右出现一个弱发射带。400 nm的弱发射被认为是金属离子微扰的辅助配体BTZ的单重态激子的辐射跃迁,长波段的光发射被认为是Ir(BTZ)的3MLCT三重态激子的辐射跃迁。而Ir(ppz)₂的3MLCT的三重态激子在室温下被猝灭。最强激发带位于250～310 nm,表明这些配合物的发射主要源于ppz和BTZ配体的跃迁,而不是3MLCT跃迁。与Ir(ppz)₃相比,不仅实现了室温磷光,也通过第二配体的修饰实现了对发光颜色的调制。     

PVK空穴传输层对有机电致发光器件性能的影响

以聚乙烯基咔唑poly(N-vinylcarbazole)(PVK)旋涂层为空穴传输层,着重研究了PVK层厚度对双层器件氧化铟锡(ITO)/PVK/tris-(8-hydroxyquinoline)aluminum(Alq₃)/Mg:Ag/Al器件性能的影响。测试结果表明,当Alq₃层厚度一定时(50nm),只有PVK层为适当厚度(18nm)时双层器件才有最优良的器件性能,即最低的起亮电压,最高的发光亮度和效率。同时对比了不同PVK层厚度的PVK/Alq₃双层器件之间以及PVK/Alq₃与N,N′-bis-(1-naphthyl)-N,N′-diphenyl-(1,1′-biphenyl)-4,4′-diamine(NPB)/Alq₃双层器件寿命的差异。测试结果表明,尽管越厚的PVK层对应的PVK/Alq₃双层器件发光性能并不是越好,但器件寿命越长。原因是器件Alq₃层内形成的Alq³⁺越少,因此器件稳定性越好;而PVK/Alq₃与NPB/Alq₃双层器件寿命的差异来自不同空穴传输层的制备工艺和能级结构的不同。     

蓝色有机发光材料LiBq4的合成及其发光特性

蓝色有机发光材料的开发对于实现有机发光二极管(OLED)的全彩色化具有十分重要的意义.报道了蓝色有机发光材料8-羟基喹啉硼化锂(LiBq₄)的合成及提纯,研究了LiBq₄的光致发光特性,并用LiBq₄作为发光材料制备了蓝色有机发光器件,研究了电子传输层Alq₃的厚度及空穴缓冲层CuPc对器件电流-电压和亮度-电压特性的影响.结果表明,LiBq₄的光致发光峰值波长为452nm,器件ITO/PVK:TPD/LiBq₄/Alq₃/Al的电致发光光谱峰值波长位于475nm处,在25V工作电压下其最高亮度约为430cd/m².但CuPc的加入加剧了器件中载流子的不平衡注入,导致器件性能恶化.通过调整Alq₃的厚度,同时在Alq₃和Al阴极之间加入LiF薄膜以提高电子注入效率,获得了较为理想的实验结果.     

广色域钙钛矿量子点/荧光粉转换白光LED

报道了一种使用绿色CsPb（Br_0.75I_0.25）₃无机钙钛矿量子点（PeQDs）和红色K₂SiF₆：Mn⁴⁺（KSF）荧光粉作为荧光转换材料实现广色域白光LED的方法。合成了绿色CsPb（Br_0.75I_0.25）₃量子点,峰值波长为526 nm,半高宽度为27 nm,具有很好的单色性。采用蓝光LED芯片、红色KSF荧光粉和绿色CsPb（Br_0.75I_0.25）₃ PeQDs组合能够覆盖CIE 1931颜色空间中很广的色域,达到NTSC标准色域的107%。利用丝网印刷和紫外固化工艺制作了PeQDs薄膜、KSF薄膜和PeQDs-KSF混合薄膜,与蓝光LED芯片组合得到了3种不同封装形式的白光LED器件。研究了不同封装形式对器件光学特性的影响,KSF薄膜在外侧的样品光效最高,为102 lm/W,色温为7 100 K。     

Ir(PPY)3掺杂PVK的电致发光机理

近几年来发展起来的电致磷光(electrophosphorescence)是有机发光二极管(OLED)研究的新生长点。对电致磷光发光机理的研究随即得到了人们普遍的关注。比较了不同正向偏压条件下Ir(PPY)₃掺杂聚乙烯基咔唑(PVK)的光致发光(PL)和电致发光(EL)光谱。研究结果显示在电场和注入电流的共同作用下,PL光谱中基质PVK发光的相对强度并没有发生显著的变化。电场或注入载流子不会影响PVK向Ir(PPY)₃的能量传递。磷光掺杂聚合物EL主要是由于载流子在掺杂磷光分子上的直接复合,而不是由基质向磷光掺杂分子的能量传递。     

以2-(苯磺酰基)苯乙酮衍生物为辅助配体的铱配合物的合成及性质

以2-（苯磺酰基）苯乙酮衍生物为辅助配体、2-苯基吡啶衍生物为主配体,合成得到（dfppy）₂-Ir（PSAP）、（tfmppy）₂Ir（PSAP）、（ftfmppy）₂Ir（PSAP）、（dfppy）₂Ir（TSAP）、（tfmppy）₂Ir（TSAP）、（ftfmppy）₂-Ir（TSAP）6个铱配合物。6种配合物在CH₂Cl₂中的液体最大发射峰在450~502 nm之间,固体最大发射峰在482~503 nm之间,量子效率分别为13.2%~51.1%。将配合物的固体粉用于制备以蓝光InGaN为基底的发光二极管,其最大发射波长在507~543 nm之间,由色坐标得到其发光在蓝绿光和黄绿光区域。其中发光效率最高为基于（ftfmppy）₂Ir（TSAP）的LED,达到5.6 lm·W^-1,而基于（dfppy）₂Ir（PSAP）的LED色坐标为（0.316,0.431）,发光区域最接近白光。     

以双(2-二苯基磷苯基)醚为配体的蓝色磷光铜(Ⅰ) 配合物的合成及光电特性研究

合成了一种新型的室温天蓝色磷光发射材料双(2-二苯基磷苯基)醚碘合铜(Ⅰ)([(POP)CuI]₂)配合物。通过红外光谱、X-射线单晶衍射确定其分子结构,并对其光电特性进行了详细研究。结果表明:[(POP)CuI]₂为二聚体结构,主要吸收峰为227,268,291 nm,最大发射峰为475 nm,光学带隙为2.93 eV。以[(POP)CuI]₂作为客体掺杂在主体CBP中作为发光层,制备了结构为ITO/NPB(30 nm)/CBP∶[(POP)CuⅠ]₂(30 nm,8%)/BAlq(10 nm)/Alq₃ (30 nm)/LiF(1 nm)/Al(200 nm)的器件,其电致发光峰为476 nm,最大亮度为9 539 cd/m²,最大电流效率为1.9 cd/A。     

不同主体材料对红色磷光OLED器件性能的影响

制作了结构为ITO/2T-NATA (20 nm)/NPB(60 nm)/Zn(BTZ)₂ : Ir(DBQ)₂(acac) (80 nm)/Alq₃(70 nm)/LiF(1 nm)/Al(200 nm)的红光器件,其中2T-NATA是4,4',4″-tris(N-(2-naphthyl)-N-phenyl-amino)-triphenylamine,NPB是N,N'-di(naphthalen-1-yl)-N,N'-diphenyl-benzidine, Zn(BTZ)₂是Bis-(2-(2-hydroxyphenyl) benzothiazole)zinc,Ir(DBQ)₂(acac)是iridium complex,Alq₃ 是tris(8-hydroxyquinolato)aluminum。基于Ir(DBQ)₂(acac) 掺杂的Zn(BTZ)₂体系的器件给出最高电致发光(EL)性能。结果显示:10％Ir(DBQ)₂-(acac) 掺杂Zn(BTZ)₂器件的亮度和效率分别为25 000 cd/m²和12 cd/A,其相应的EL峰位于620 nm,色坐标(x=0.63,y=0.37)。由于未使用激子阻挡层,所以,比通常磷光器件的制作工艺简单并且操作过程容易控制。     

一种新型铕配合物的有机电致发光性能

研究了一种新型的稀土金属铕配合物EuL₁L₂的光致发光和电致发光特性。将这种铕配合物掺杂到PVK:PBD中,制备成结构为ITO/PVK:PBD:EuL₁L₂/PBD/Alq₃/Mg:Ag/Ag的器件,对其电致发光性能进行研究,发现Eu³⁺离子和Alq₃的相对发光强度随PVK:PBD:EuL₁L₂和Alq₃之间的激子阻挡层PBD的厚度变化而变化,通过调节PBD的厚度,得到了色纯度较高的红色电致发光器件,其光谱具有显著的Eu³⁺离子的光谱特征。     

以BAlq为主体的高效高色纯度的红色有机电致磷光器件

以铱配合物红色磷光体Ir(piq)₂(acac)为掺杂剂,制备了基于BAlq材料的红色电致磷光器件,其结构为ITO/NPB(30nm)/Ir(piq)₂(acac):BAlq(25nm)/BCP(13nm)/Alq₃(35nm)/LiF(1nm)/Al(1000nm),当掺杂浓度为8%的时候,器件发光的色坐标为(x=0.67,y=0.32),基本满足了全色显示对红色发光的要求。在电压为16V时,器件达到最高亮度9380cd/m²。在电流密度为5.45mA/cm²时,外量子效率达到最大5.7%。由于磷光体Ir(piq)₂(acac)的磷光寿命较短,所以器件在高电流密度下,仍然保持较高的外量子效率。电流密度为100mA/cm²时,外量子效率仍然维持在4.7%。进一步研究表明在器件中短程的Dexter能量传递以及红光染料对空穴的直接捕获两种机制同时存在。