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。     

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。     

退火处理提高P3HT:PCBM聚合物太阳能电池光伏性能

利用旋转涂膜方法制备了以P3HT:PCBM为有源层的聚合物太阳能电池, 器件结构为ITO/PEDOT:PSS/P3HT:PCBM/Al(氧化铟锡导电玻璃/聚二氧乙基噻吩:聚对苯乙烯磺酸/聚三已基噻酚:富勒烯衍生物/铝),研究了退火温度对聚合物太阳能电池性能的影响. 实验发现: 聚合物薄膜经过120 °C退火10 min处理后, 开路电压(V_oc)达到0.64 V, 短路电流密度(J_sc)为10.25 mA·cm^-2, 填充因子(FF) 38.1%, 光电转换效率(PCE)达到2.00%. 为了讨论其内在机制, 对不同退火条件下聚合物薄膜进行了各种表征. 从紫外-可见吸收光谱中发现, 退火处理使P3HT在可见光范围内吸收加强且吸收峰展宽, 特别是在560和610 nm处的吸收强度明显增大; X射线衍射(XRD)结果表明, 120 °C退火后P3HT在(100)晶面上的衍射强度是未退火薄膜的2.8倍, 有利于光生载流子的输运; 原子力显微镜(AFM)研究结果表明, 退火显著增大了P3HT与PCBM的相分离程度, 提高了激子解离的几率; 傅里叶变换红外(FTIR)光谱验证了退火并没有引起聚合物材料物性的变化.     

苏丹红猝灭吖啶染料荧光的动力学研究

在体积分数95%乙醇介质中,吖啶黄、吖啶橙的荧光发射波长与苏丹红染料的吸收波长十分接近。实验数据表明,随着苏丹红I~IV用量的增加,溶液中吖啶黄、吖啶橙荧光发射强度明显降低,其荧光猝灭程度与苏丹红用量成正比。动力学研究表明苏丹红I,II与吖啶黄或吖啶橙之间可形成非共价复合物,从而发生静态荧光猝灭;而苏丹红III,IV猝灭吖啶黄或吖啶橙则表现为一种复杂的动力学特点,可能同时存在静态荧光猝灭与动态猝灭。     

Ca₂BO₃Cl:Ce³⁺,Tb³⁺:A novel tunable emitting phosphor for white light-emitting diode

<正>Ca₂BO₃Cl:Ce³⁺,Ca₂BO₃Cl:Tb³⁺,and Ca₂BO₃Cl:Ce³⁺,Tb³⁺ phosphors are synthesized by a high temperature solid-state reaction.The emission intensity of Ce³⁺ or Tb³⁺ in Ca₂BO₃Cl is influenced by the Ce³⁺ or Tb³⁺ doping content,and the optimum concentrations of Ce³⁺ and Tb³⁺ are 0.03 mol and 0.05 mol,respectively.The concentration quenching effect of Ce³⁺ or Tb³⁺ in Ca₂BO₃Cl occurs,and the concentration quenching mechanism is d-d interaction for either Ce³⁺ or Tb³⁺.The Ca₂BO₃Cl:Ce³⁺,Tb³⁺ can produce colour emission from blue to green by properly tuning the relative ratio between Ce³⁺ and Tb³⁺,and the emission intensity of Tb³⁺ in Ca₂BO₃Cl can be enhanced by the energy transfer from Ce³⁺ to Tb³⁺.The results indicate that Ca₂BO₃Cl:Ce³⁺,Tb³⁺ may be a promising double emission phosphor for UV-based white light emitting diodes.     

使用PTB7作为阳极修饰层提高有机发光二极管的性能

采用poly[[4,8-bis[(2-ethylhexyl)oxy]benzo[1,2-b:4,5-b’]dithiophene-2,6-diyl][3-?uoro-2-[(2-ethylhexyl)carbonyl]thieno[3,4-b]thiophenediyl]](PTB7)作为有机发光二极管器件的阳极修饰层,制备了结构为indium tin oxide(ITO)/PTB7(不同浓度)/N,N’-Bis(naphthalen-1-yl)-N,N’-bis(phenyl)benzidine(NPB,40 nm)/8-hydroxyquinoline(Alq3,60 nm)/LiF(1 nm)/Al的系列器件,同时研究了不同浓度的PTB7对器件性能的影响.PTB7的最佳浓度为0.25 mg/mL,器件性能得到明显的改善,起亮电压为4.3 V.当驱动电压为14.6 V时,最大亮度为45800 cd/m2,最大电流效率为9.1 cd/A.与没有PTB7修饰的器件相比,其起亮电压降低了1.9 V,最高亮度提升了78.5%.器件性能提高归因于PTB7的插入使得空穴注入和传输能力大大改善.     

稀土掺杂ZnS纳米晶中稀土离子与纳米基质之间的能量传递

以甲基丙烯酸为表面包覆剂在水／醇溶液中合成了ZnS:Eu^3 ,ZnS:Tb^3 纳米晶,用傅里叶变换红外光谱和X射线粉末衍射谱表征了样品的表面与晶型,样品均为立方闪锌矿型,没有出现与稀土离子相关的相;用光致发光和激发谱研究了样品中的发光过程,其中ZnS:Tb^3 纳米晶中存在纳米基质与Tb^3 之间的能量传递,并引起Tb^3 的特征发射。     

窄谱带绿色有机电致发光器件

以Tb³⁺:水杨酸(Tb³⁺:(SA)₃)为空穴传输层兼发光层、高荧光材料Alq₃为电子传输层,得到了窄谱带的绿色有机薄膜电致发光双层结构器件.实验证实,双层器件的电致发光是电荷载流子隧穿内界面(Tb³⁺:(SA)₃/Alq₃)之后分别在两有机层内的复合发光,是两有机层本征发光的叠加.其光谱随着电子传输层厚度而改变,因而减少电子传输层厚度能得到亮度高、稳     

稀土配合物红色有机电致发光器件的研究

以TTA为配体合成了新的共掺杂稀土配合物Tb0.5Eu0.5(TTA)3Dipy,通过与PVK的掺杂,制备了以PVK:Tb0.5Eu0.5(TTA)3 Dipy为发光层的结构为:ITO/PVK:Tb0.5Eu0.5(TTA)3Dipy/BCP/Al的发光器件,在直流电压的驱动下,发现了铕在612 nm处的特征发射,和PVK在410 nm处的发光.此外,还观察到了位于490 nm处的新的发光峰,通过分析研究,认为新的发光来自于稀土配合物的配体和BCP之间相互作用形成的电致激基复合物.用PBD代替了BCP作为电子传输层,制备了结构为:ITO/PVK:Tb0.5Eu0.5(TTA)3DiPy/PBD/Al的发光器件,得到了纯的红色发光.