一种基于蓝色荧光与磷光敏化技术的高显色指数白光有机电致发光器件的制备

通过采用4,4'-bis(9-ethyl-3-carbazovinylene)-1,1'-biphenyl (BCzVBi)为蓝色荧光发光单元,绿色磷光材料fac tris(2-phenylpyridine) iridium 敏化红色荧光材料4-(dicyanomethylene)-2-tert-butyl-6-(1,1,7,7-tetramethyljulolidin-4-yl-vinyl)-4H-pyran (DCJTB)为混合黄色发光单元,制备了一组白光有机电致发光器件。通过对染料掺杂浓度的优化,以及引入适当厚度的4,4-N,N-dicarbazole-biphenyl (CBP)作为中间层,获得了高效率、高显色指数的白光有机电致发光器件。器件在100 cd/m²亮度下的最高显色指数达到了90,此时的色坐标为(0.32,0.32), 非常接近白光等能点。该组器件的最大电流效率达到了11.00 cd/A,相应器件的最大亮度为13 330 cd/m²。     

TBVB用作蓝光发光层的非掺杂有机电致蓝光和白光器件

利用一种来源于PPV的发蓝光的齐聚物材料2,5,2',5'-tetra(4'-biphenylenevinyl)-biphenyl(TBVB)制作非掺杂的有机电致蓝光和白光器件。蓝光器件的结构为ITO/NPB/TBVB/Alq₃/LiF/Al,其中TBVB用作发光层;白光器件的结构为ITO/NPB/TBVB/rubrene/Alq₃/LiF/Al,其中TBVB与超薄层(平均“厚度”0.05~0.20nm)的Rubrene相结合用作发光层,二者分别发蓝光和黄光。在蓝光器件中,当TBVB的厚度为30nm时,器件发出色坐标为(0.20,0.26)的蓝光,其最大亮度和效率分别达到2154cd/m²和1.62cd/A。在白光器件中,可通过调节TBVB和Rubrene的厚度实现对器件发光色度的调节。当TBVB和Rubrene的厚度分别为10,0.15nm时,器件在亮度为4000cd/m²时发光色坐标为(0.33,0.34),非常接近白光等能点,且随着电压的变化始终处于白光区。当电压为16V时该器件达到最高亮度4025cd/m²;当电压为6V时器件有最高的效率3.2cd/A。     

有机/聚合物白光电致发光器件

将聚合物材料作为空穴传输材料,以有机小分子蓝光染料1,1,4,4－四苯基丁二烯,绿光染料8－羟基喹啉铝和黄光染料5,6,11,12－四苯基四苯并作为产生白光所需要的三种色源,制备了有机／聚合物白光电致发光器件。这种器件的设计使聚合物的热电稳定性好的优点与有机小分子材料荧光效率高的优点相结合,拓宽了材料的选择范围,更有利于选择能带匹配的材料体系。器件的开启电压为2.5V左右,发光效率在9V时达到最大1.24lm／W,该电压下的亮度达到1600cd/m^2,器件的最大亮度超过20000cd/m^2（18V）,器件最佳色度为（0.319,0.332),这在目前国际上有报道的有机／聚合物白光发光器件中居领先水平。     

超低效率滚降顶发射白光有机电致发光器件

利用Ag/tris-（8-hydroxyquinoline） aluminum（Alq₃）/Ag/Alq₃/Ag这一金属/有机半导体多层结构作为阳极,实现了超低效率滚降的顶发射白光器件。在该器件中,我们在蓝光和橙光发光单元之间引入一个薄的4,4′-bis（9-carbazolyl）-2,2′-biphenyl（CBP）层,从而减少橙光发光层与蓝光发光层的Dexter能量传递,用以改善白光器件发光光谱及效率。通过优化微腔设计,实现了对橙光磷光材料发射的调控。最终,我们获得了在60 000 cd/m²亮度下效率滚降仅为17%的顶发射白光器件。在效率方面,虽然顶发射白光器件与底发射白光器件不相上下,但由于微腔效应的存在,顶发射白光器件的效率滚降却远低于底发射白光器件的效率滚降。     

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。     

高效率荧光粉转换型白光有机发光二极管的制备和性能研究

制备了一种荧光粉转换型白光有机发光二级管(pc-WOLEDs),器件由发蓝光的荧光装置和发红光的无机荧光粉Sr₂Si₅N₈∶Eu²⁺颜色转化层(CCL)复合组成,前者通过真空镀膜得到,后者采用旋涂法制备。CCL发射的红光和未被吸收的蓝光复合产生白光,最大发光效率为22.1 cd/A,最大能量效率为11.26 lm/W,外量子效率为10.2%。该pc-WOLEDs的色坐标为(0.32, 0.34),非常接近标准白光(0.33, 0.33)。稳定性实验结果显示,该器件在不同电流密度下表现出了良好的稳定性。     

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。     

光谱角度特性良好的叠层暖白光有机电致发光器件的研究

采用CsN_3:Bphen/Al/HAT-CN为电荷生成单元,制备了光谱高度稳定的高效暖白光有机电致发光器件.正面出射时,暖白光器件的最大电流效率和功率效率分别为45.4cd/A、28.5lm/W;当工作电流密度从10mA/cm~2增加到30mA/cm~2时,器件色坐标几乎不变;相对色温由3 135K变至3 147K,均在暖白光范围内,这可有效避免照明器件的蓝光伤害.当观察角度由0增加到60°时,器件光谱峰值波长没有明显移动,色坐标变化为(0.02,0.03),且光强分布接近理想的朗伯特体,呈现出良好的角度特性.     

修饰阴极界面提高聚合物白光二极管发光效率

利用聚合物的不同溶解性,研究用旋涂方法制备双层高分子白光二极管(WPLED),采用器件结构为：ITO/PEDOT(50nm)/PVK:PFO-BT: PFO-DBT(40nm)/PFO(40nm)/Ba(4nm) /Al(120nm),当相对比例为PVK: PFO-BT:PFO-DBT=1∶4%：3%时,得到标准白光,最大电流效率为2.4 cd/A,最大亮度为3215 cd/m²,色坐标为(0.33,0.34).用水溶性的聚电介质层修饰阴极界面,器件效率可以进一步提高到5.28 cd 关键词： 聚合物发光二极管 白光 双发光层结构     

高色纯度有机白光电致发光器件

介绍了具有高色纯度的多层有机白光器件,器件发光的色坐标为x=0．33,y=0．34,非常接近白光等能点,是色度很好的白光器件。而且在8～14V很大的范围内,发光色度随器件的驱动电压或电流的变化不大,基本稳定在x=0．33,y=0．34。在电压为19V时,器件的亮度达到了最大9735cd／m^2,在电压为9V时,器件的效率达到了最大4．5cd／A。     

Screen-printed white OLED based on polystyrene as a host polymer

We demonstrate the use of screen printing in the fabrication of single-layer organic-light-emitting devices (OLEDs). The organic layer is a single-layer of polystyrene, in which we incorporate rubrene for orange emission and α-NPD, DPVBi for blue emission. An appropriate mixing of the two colors produced white emission by incomplete Förster energy transfer. We showed the role of each constituent, α-NPD, DPVBi and rubrene in the emission characteristics of OLEDs. The turn-on voltage of screen-printed white OLEDs was about 10 V with maximum brightness and luminous efficiency up to 1300 cd/m² and 9 cd/A, respectively.     

以蓝色发光材料DPVBi为基质的白色发光器件

白色有机发光器件是实现彩色平板显示的重要方案之一。利用蓝色发光材料DPVBi[4，4′—(2，2—苯乙烯基)—1，1′—联苯]掺杂红光染料DCJTB[4—氰甲烯基—2—叔丁基—6—(1，1，7，7—四甲基久洛尼定基—9—烯炔基—4H—吡喃)]作发光层制备了白色发光器件。研究了DPVBi掺杂不同浓度IDCJTB薄膜的光致发光性质，根据光致发光结果，制备了以DPVBi掺杂不同浓度DCJTB作发光层的电致发光器件，其结构为ITO／GuPc／NPB／DPVBi：DCJTB／Alq3／LiF／Al。当DCJTB质量分数为0．0008时，器件实现了白色发光(色度x=0．25，y=0．32)，电致发光和光致发光的掺杂比例基本相符，表明器件的白色发光主要是由基质DPVBi向掺杂剂DCJTB的能量传递产生的。研究还发现：白色器件随电压升高，光谱中蓝色成分相对于红色成分的比例略有增加，文章对此现象进行了分析。该白光器件在14V时达到最高亮度7822cd／cm^2，在20mA／cm^2电流密度下的亮度为-489cd／cm^2，最大流明效率为1．75lm／W。     

Electroplex emission at PVK/Bphen interface for application in white organic light-emitting diodes

White organic light-emitting diode (WOLED) with a structure of ITO/poly(N-vinylcarbazole) (PVK)/4,7-diphenyl-1, 10-phenanthroline (Bphen)/tris(8-hydroxyquinoline)aluminum (Alq₃)/LiF/Al has been fabricated via the thermal evaporation technique. The electroluminescence (EL) spectrum of the as-fabricated WOLED covers from 380 to 700 nm of the visible light region with a wide blue emission from PVK and an interesting new red emission. The red emission at 613 nm in EL spectra of the WOLED was attributed to electroplex emission at PVK/Bphen interface since it was not observed in photoluminescence spectra. The WOLED showed a Commission International De l'Eclairage coordinate of (0.31, 0.32), which is very close to the standard white coordinate (0.33, 0.33).     

Co50Fe50-xSix合金的结构相变和磁性

利用实验测量和理论计算相结合的方法,研究了介于B2结构CoFe低有序合金和L2₁结构Co₂FeSi高有序合金之间的Co₅₀Fe_50-xSi_x合金的结构相变、磁相变、分子磁矩和居里温度.采用考虑Coulomb相互作用的广义梯度近似(GGA+U)方法计算了合金的能带结构.研究发现,合金出现较强的原子有序倾向,表现出较强的共价成相作用.合金的晶格常数、磁矩、居里温度随Si含量的增加而线性地降低,极限成分Co₂FeSi合金的分子磁矩和居里温度分别达到5.92μ_B和777 ℃.原子尺寸效应导致合金晶格发生变化,但并未成为居里温度和分子磁矩变化的主导因素.分子磁矩的变化符合Slater-Pauling原理,但发现原子磁矩的变化并非线性,据此提出了共价成相对磁性影响的观点.采用Stearns理论解释了居里温度的变化趋势,排除了原子间距对居里温度的主导影响作用.能带计算的结果还表明,Co₂FeSi作为半金属材料并非十分完美,可能在实际应用中会出现自旋极化率降低的问题.发现该系列合金的结构相变和磁相变随着成分的变化聚集在窄小的成分和温度范围内. 关键词： 磁性 Heusler合金 结构相变     

彩色有机薄膜电致发光及动态矩阵显示

研究了绿色、红色、蓝色和白色4种有机薄膜电致发光器件.通过掺杂得到了高稳定性的绿色及红色器件,绿色器件的半寿命达14000小时(初始亮度100cd/m²),红色器件的半寿命为7500小时(初始亮度50cd/m²).还研究了具有空穴锁定层及非锁定层的多种不同结构和材料的蓝色及白色器件.研究表明无论蓝色还是白色器件,具有空穴锁定层的器件稳定性较差,老化过程中界面势垒的变化很大.非锁定层的蓝色及白色器件中,新材料JBEM比DPVBi有更优越的性能.JBEM构成的蓝色器件的半亮度寿命为1035小时(初始亮度100cd/m²).由JBEM构成的白色器件中,由蓝色及红色掺杂在同一层的器件得到最好的稳定性,其半亮度寿命为2800小时(初始亮度100cd/m²),而且它具有发光颜色不随电流变化而变化的特点.在稳定性改善的基础上研制成功96×60线,分辨率为2线/mm的绿色及白色矩阵显示屏,还利用选择蒸发的方法制造了彩色矩阵屏,设计和研制了驱动及控制电路,实现了动态显示.     

空穴注入层对蓝色有机电致发光器件性能的影响

以DPVBi为发光层,NPB为空穴传输层,在阳极ITO和NPB之间分别插入不同的空穴注入层CuPc和PEDOT:PSS,制备了两种结构的蓝色有机电致发光器件(OLEDs):ITO/CuPc/NPB/DPVBi/BCP/Alq3/Al和ITO/PEDOT:PSS/NPB/DPVBi/BCP/Alq3/Al,研究了不同空穴注入材料对蓝色OLEDs发光性能的影响,并与没有空穴注入层的器件进行了比较.其中CuPc分别采用旋涂和真空蒸镀两种丁艺,比较了不同成膜工艺对器件发光特性的影响.结果表明:加入空穴注入层的器件比没有空穴注入层器件性能要好,其中插入水溶性CuPc的器件,其发光亮度和效率虽然比蒸镀CuPc器件要低,但比插入PEDOT:PSS 器件发光性能要好.又由于水溶性CuPc采用旋涂工艺成膜,与传统CuPc相比,制备工艺简单,所以为一种不错的空穴注入材料.     

双电子传输层对有机发光二极管效率及其衰减的改善

采用Bphen和BCP制成双电子传输层(Doubleelectrontransportlayers, DETLs)的有机发光二极管器件, 与Bphen单独作ETL的器件相比, DETLs器件具有较小的空穴漏电流, 效率提升10%。与BCP独自作ETL的器件相比, 更多的电子注入使DETLs器件的效率在50~600mA/cm²的电流范围内没有衰减。BCP作ETL的器件的效率从50mA/cm²时的2.5cd/A衰减至300mA/cm²的2.1cd/A, 衰减了16%。Cs₂CO₃:BCP独自作ETL的器件效率在50~300mA/cm²的电流范围内衰减了30%, 而Bphen/Cs₂CO₃:BCP作DETLs的器件效率在50~600mA/cm²的电流范围内衰减幅度为0, 原因是Bphen阻挡了Cs原子扩散至发光层。     

Effect of NaCl doped into Bphen layer on the performance of tandem organic light-emitting diodes

To improve the performance of tandem organic light-emitting diodes （OLEDs）, we study the novel NaCl as n-type dopant in Bphen：NaCl layer. By analyzing their relevant energy levels and cartier transporting characteristics, we discuss the mechanisms of the effective charge generation layer （CGL） of Bphen：NaCl （6 wt%）/MoO3. In addition, we use the Bphen：NaC1 （20 wt%） layer as the electron injection layer （ELL） combining the CGL to further improve the performance of tandem device. For this tandem device, the maximal current efficiency of 9.32 cd/A and the maximal power efficiency of 1.93 lm/W are obtained, which are enhanced approximately by 2.1 and 1.1 times compared with those of the single- emissive-unit device respectively. We attribute this improvement to the increase of electron injection ability by introducing of Bphen：NaCl layer. Moreover, the CGL is almost completely transparent in the visible light region, which is also important to achieve an efficient tandem OLEDs.     

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。     

DPVBi的厚度和发光位置不同对有机电致发光器件性能的影响

通过调整发光层DPVBi的厚度和在器件中的位置,在同一实验条件下设计了不同的器件结构,制备了有机电致发光器件,在实验中可看到DPVBi的厚度不同,器件的色度发生了改变,并且发现DPVBi在器件的不同位置,器件的发光特性也是不同的。通过实验可以得知处于器件不同位置的DPVBi,其发光机理是不同的,这是由于DPVBi和Alq3的最高未占有轨道(HOMO)能级相差不多,而它们的最低占有轨道(LUMO)能级相差0.4eV,这样DPVBi的存在有利于电子的注入,同时由于rubrene和DPVBi的HOMO相差0.5eV,这样空穴和电子就在rubrene和DPVBi的界面处形成激子复合而发光。也就是说,在rubrene之后的DPVBi对空穴有了阻挡作用,使器件中的空穴和电子达到平衡。通过改变DPVBi的厚度,制备了白光器件,这组白光器件,在7～17V变化范围内器件的色坐标从(0.35,0.37)到(0.33,0.35)变化不大,接近白光等能点(0.33,0.33),是色度比较好的器件。