基于混合空穴注入层的湿法制备高效蓝光热激活延迟有机发光二极管

在溶液法制备有机电致发光器件(OLEDs)的研究中, PEDOT∶PSS由于具有较好的成膜性与高透光性而常被用作器件的空穴注入层。但相关研究表明, PEDOT∶PSS本身稳定性较差以及功函数较低,这使得溶液法制备OLEDs的性能差且不稳定。蓝色作为全彩色的三基色之一,制备高效的蓝光器件对于实现高质量显示器件和固态照明装置必不可少。而目前溶液法制备蓝光OLEDs的器件效率普遍较差,针对此问题,本文利用传统的蓝光热激活延迟荧光发光(TADF)材料DMAC-DPS作为发光层,用溶液法制备了蓝光TADF OLEDs,通过在PEDOT∶PSS中掺杂PSS-Na制备混合空穴注入层(mix-HIL)来提高空穴注入层的功函数,研究其对于蓝光TADF OLEDs器件性能的影响。首先在PEDOT∶PSS水溶液中掺入不同体积的PSS-Na溶液,在相同条件下旋涂制膜,进行器件制备。通过观测各个实验组器件的电致发光(EL)光谱,发现掺入PSS-Na后器件EL谱存在光谱蓝移的现象,这是由于掺入PSS-Na水溶液后, mix-HIL层的厚度有所降低,使得在微腔效应作用下, EL光谱发生蓝移。通过对比各组器件的电流密度-电压-亮度(J-V-L)曲线及其计算所得器件的电流效率,结果显示随着PSS-Na的掺入,器件的亮度和电流都有所增大,器件的电流效率也得到了提升,当掺杂比例为0.5∶0.5(PEDOT∶PSS/PSS-Na)时提升幅度最大(亮度提升86.7%,电流效率提升34.3%)。通过在瞬态电致发光测试过程中施加或撤去驱动电压观测了器件EL强度的变化,分析了在混合空穴注入层/发光层(mix-HIL/EML)界面处的电荷积累情况。实验证明,通过在PEDOT∶PSS中掺杂PSS-Na制备mix-HIL获得了蓝光TADF OLEDs器件性能的提升,这是一个获得高效率溶液法制备OLEDs的可行方法。     

基于B3PyMPM∶Cs高效叠层OLED器件的制备

以B 3 PyMPM∶Cs/Al/HAT-CN作为电荷生成单元制备高效叠层绿色磷光有机电致发光器件,叠层器件的最大电流效率和最大流明效率分别为172.2 cd/A和111.0 lm/W,在5 mA/cm^2电流密度下,叠层器件的电压和亮度分别为传统器件的2.04倍和2.84倍.为了探究叠层器件性能优于传统器件的原因,研究了电荷生成单元内的电荷产生和注入过程,以及薄层铝对电子注入特性和电荷生成单元稳定性的影响.实验结果表明,电荷能够有效地在电荷生成单元内产生并顺利注入电子传输层中,B3PyMPM∶Cs和HAT-CN间Al薄层的插入能够进一步提高电子注入效率及器件结构的稳定性.     

含三氟乙酰苯基喹啉配体的铱配合物的合成及其电致发光性能

通过2-(4'-三氟乙酰苯基)-4-苯基喹啉(tfapqH)与三氯化铱反应生成了二氯桥中间体,然后用吡啶-2-甲酸(picH)解离得到双环金属铱配合物Ir(tfapq)₂pic。Ir(tfapq)₂pic在二氯甲烷中的发光波长为584 nm,量子产率约为0.846,磷光寿命为1.211 μs,比没有三氟乙酰修饰的铱配合物波长蓝移的10 nm,量子效率提高了约5%,磷光寿命降低了0.286 μs,辐射跃迁加快,半波宽度降低了约26%,色纯度提高。其HOMO能级为-5.405 eV,LUMO能级为-3.277 eV,能级相对于未修饰的配合物都有所降低,且HOMO降低更明显,总的效果是能级差增加。Ir(tfapq)₂pic 10%的热失重温度为301 ℃,比未修饰铱配合高近50 ℃。当Ir(tfapq)₂pic以2%质量浓度掺杂于PVK-PBD中做成电致发光器件时的效率最高,电致发光波长为594 nm。器件的启明电压为7.3 V,最大亮度为8 571 cd·m^-2,最大外量子效率为12.65%,对应的流明效率为22.14 cd·A^-1。色坐标是(0.58,0.40)。     

二苯胺取代吖啶衍生物发光材料的合成、表征及电致发光性能

设计合成了2个苯胺取代吖啶衍生物N3,N3,N6,N6-四苯基吖啶基-3,6-二胺(1)和N3,N3,N6,N6-四对甲苯基吖啶基-3,6-二胺(2),通过化学修饰在吖啶核的两端引入二苯胺取代基可以调节化合物的能级和堆积结构等性质,从而使这些吖啶衍生物具有良好的发光性能,可用于制备电致发光器件.基于吖啶衍生物为掺杂发光材料制备的电致发光器件均呈现绿光发射,器件开启电压较低(2.4 V),以化合物1和2制备的器件最高功率效率分别为4.9和8.2 lm/W.考察了其光物理、电化学、热学和荧光量子效率等性能.结果表明,化合物1和2具有较高的量子效率及匹配的能级结构,这是获得较高电致发光效率的基础.     

级联敏化三元旋涂型磷光器件电致发光性能

金属配合物磷光分子在高浓度下易产生发光猝灭,通常采用主客体两元掺杂结构来提高电致发光效率。热激活延迟荧光(TADF)材料通过三线态激子的反向系间窜越理论上可达到100%的内量子效率。为探究不同主体材料在三元敏化磷光体系中的作用,本文基于TADF聚合物作为敏化剂、黄橙光磷光配合物作为发光材料,分别研究了以传统荧光材料和蓝色TADF主体构建的三元敏化的旋涂型有机电致发光器件性能。研究表明,在客体浓度分别为1%、5%、50%时,基于TADF主体的器件电致发光性能均优于相同浓度下以传统荧光主体构建的器件性能。其中当磷光配合物PO-01-TB掺杂浓度为1%时,以天蓝光TADF材料为主体制备的器件最大外量子效率为12.2%,相较于以传统荧光为主体的器件外量子效率(10.7%)提高了14%。这源于本身具有双极传输特性的TADF主体通过反向系间窜越通道增强了对敏化剂和客体的级联能量传递作用,减少了三线态激子的浓度猝灭和湮灭过程,提高了大电流注入下的激子利用率。     

基于DCGANs的半片光伏组件电致发光图像增强技术

针对半片光伏组件电致发光（electroluminescence,EL）缺陷自动识别过程中训练用样本不足导致模型过拟合的问题,采用深度卷积生成对抗网络（deep convolutional generative adversarial networks,DCGANs）生成可控制属性的半片光伏组件EL图像,再采用多尺度结构相似性（multiscale structural similarity,MS-SSIM）指标对生成的EL图像与拍摄的EL图像之间的相似程度进行了评估。评估结果得到,使用DCGANs生成的所有类型半片光伏组件的EL图像与拍摄的EL图像的MS-SSIM指标都大于0.55,大部分的MS-SSIM值在0.7附近。在分类模型的训练过程中,测试集准确率随着训练集中生成图像数量的增加而升高,当生成图像数量达到6 000张时,测试集准确率达到97.92%。实验结果表明,采用DCGANs能够生成高质量且可控制属性的半片光伏组件EL图像,较好地解决因缺少训练样本而导致的模型过拟合问题。     

喷墨印刷有机电致发光显示材料与器件进展

随着有机电致发光显示（OLED）技术的不断发展,OLED在智能手机、智能手表和电视等市场应用不断扩大。尤其是在小尺寸智能手机市场,OLED已成为主流的显示技术,并有望逐步替代LCD技术。但在中大尺寸显示产品如平板电脑、笔记本、显示器、电视等应用领域,受限于目前真空蒸镀工艺的高成本及可靠性问题,发展较为缓慢,但市场对其需求依然很高。相比于真空蒸镀技术,通过喷墨印刷技术制备显示器件,可极大地提高材料利用率,降低设备成本,且由于其是一种增材制造方式,可减少资源消耗和环境污染,更有利于实现大面积、轻、薄、柔的显示屏制造。本文介绍了用于喷墨印刷OLED的各功能层材料研究进展,并对印刷OLED器件结构、制备工艺及器件性能进行了讨论,最后对印刷OLED的发展前景进行了展望。     

基于芘并咪唑的电致发光材料的合成与表征

以芘和咪唑为基本构筑单元,利用"一锅法"合成了一系列芘并咪唑衍生物PyPI,PyTPAI,PyCzI和Pyd-CzI.采用质谱、核磁和元素分析等手段表征了化合物的结构.通过调节与芘并咪唑相连接的共轭基团的种类、大小和空间构型,实现对分子热学性质,分子轨道能级和光电性质的调控.进一步制备了有机电致发光器件,得到了较好的器件性能.     

Er3+掺杂对ZnO/GaN发光二极管电致发光性能的调控

采用水热法制备了Er~(3+)掺杂的ZnO纳米棒阵列,通过场发射扫描电镜、X单晶衍射谱仪、透射电镜、微区显微光谱仪等对其形貌结构和发光性能进行了表征。结果表明,掺杂前后ZnO纳米棒的形貌及晶型结构未发生改变,Er~(3+)被均匀地掺杂至ZnO纳米棒中,并未发现形成Er_2O_3;掺杂Er~(3+)后样品的光致发光光谱显示400 nm左右蓝光部分占比先提高后减少,其可见光占比减少归因于Er~(3+)填补了一部分锌空位缺陷,同时抑制了一部分氧空位缺陷。结合荧光寿命光谱分析也可发现其辐射发光部分寿命延长,表明荧光辐射效率提高。最终选取掺杂浓度为30%的单根ZnO纳米棒制备ZnO/GaN异质结发光二极管,与未掺杂Er~(3+)的样品相比,其电致发光强度提高了5倍。本研究可为ZnO基电致发光器件的性能改善提供一种简便可行的方法。     

树枝状热活化延迟荧光材料研究进展

树枝状发光材料是一类由中心核和外围树枝构成的具有三维空间结构的发光功能材料,既具有有机小分子发光材料明确的化学结构和确定的分子量,又具有高分子发光材料的良好溶液加工性能,是发展低成本、高效率有机电致发光器件的重要材料体系。具有热活化延迟荧光效应的树枝状发光材料能够通过反向系间窜越过程将三线态激子转变为单线态激子而发出荧光,其器件理论内量子效率可以达到100%,是开发设计高效树枝状发光材料的有效途径。近年来,在分子设计方面,树枝状热活化延迟荧光材料取得了重要进展,形成了种类丰富的材料体系,同时其器件性能得到了大幅提升。本文根据树枝状热活化延迟荧光材料的中心核进行分类,围绕其分子设计、光物理特性和器件性能,总结和评述了国内外研究者在该领域的主要研究进展,并分析了其未来发展所面临的机遇和挑战。