基于量子阱结构的高效磷光有机电致发光器件

采用多重量子阱结构制作了高效红色磷光有机电致发光器件。以4,4'-bis(N-carbazolyl)-1,10-biphenyl (CBP)掺杂bis(1-phenyl-isoquinoline)(Acetylacetonato) iridium(Ⅲ) (Ir(piq)₂(acac))为发光层,4,4'-bis(N-carbazolyl)-1,10-biphenyl(Bphen)为电荷控制层,形成了Ⅱ型双量子阱结构,器件的最大亮度为15 000 cd/m²,最大电流效率为7.4 cd/A,相对于参考器件提高了21%。研究结果表明:以Bphen为电荷控制层形成的Ⅱ型多重量子阱结构能有效地将载流子和激子限制在势阱中,并且使空穴和电子的注入更加平衡,从而提高了载流子复合的几率和器件的效率。     

高效率高亮度红色有机电致磷光器件

在一种红色有机电致磷光器件中采用双(2-甲基-8-喹啉)4-联本氧基铝[bis(2-methyl-8-quinolinato)4-phenylphenoJate aluminum,BAlq]为空穴和激子阻挡层,得到了效率、亮度和色度俱佳的发光器件。器件最高亮度为10362cd／m^2,最高外量子效率为7．0％,器件色坐标[Commission Internationale de l’Eclairage(C1E)coordinates]为(0．672,0．321)。另外在大电流密度100mA／cm^2下,量子效率仍有4．3％。该器件性能指标基本能够满足彩色动态显示中对红色发光的要求。     

高稳定性的红色有机薄膜电致发光器件

有机薄膜电致发光作为新型的平板显示器件受到人们广泛的关注。有机发光器件研究的一个目标是发展全色显示。目前绿色和蓝色器件都实现了高亮度和长寿命。有关红色有机发光器件也有一些报道。如 Ｃ．Ｗ．Ｔａｎｇ等报道的 ＤＣＭ红光器件［１］,Ｊ．Ｋｉｄｏ［２］利用稀土有机物作为红色发射体,Ｐ．Ｅ．Ｂｕｒｒｏｕｓ报道的ＴＰＰ掺杂［３］Ｙ．Ｈａｍａｄａ报道的ＺｎＴＰＰ掺杂［４］, Ｍ． Ａ． Ｂａｌｄｏ利用ＰｔＯＥｐ［５］都得到红光。最近 Ｙ． Ｈａｍａｄａ报道利用ｒｕｂｒｅｎｅ作为辅助掺杂得到的红光器件色度不随电压的…     

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。     

以CBP为主体的高色纯度红色磷光有机电致发光器件

以铱配合物红色磷光体Ir(piq)2(acac)为掺杂剂,制备了基于CBP材料的一系列红色电致磷光器件(PLED),其结构为ITO/CuPC(1nm)/Ir(piq)2(acac):CBP(25nm)/BCP(10nm)/Alq3(35nm)/LiF(1nm)/Al(100nm),对4种不同的掺杂剂浓度进行了比较,研究了它们的电致发光特性。得出了Ir(piq)2(acac)的最佳掺杂比为8%,此时器件的色坐标都非常接近标准红色,且色纯度超过了98%以上;在16V时,色坐标为(x=0.67,y=0.32),色纯度为99.74%,基本满足了全色显示对红色发光的要求。     

有机电致磷光材料的研究新进展

综述了近几年来应用于有机电致发光二极管的有机电致磷光材料的研究新进展,重点回顾了三原色小分子电致磷光材料的研究进展.     

具有穿插界面结构的高效绿光有机电致磷光器件

以传统有机电致磷光器件ITO/NPB/CBP∶Ir(ppy)₃/BAlq/Alq₃/LiF/Al为研究对象,在NPB/CBP∶Ir(ppy)₃、CBP∶Ir(ppy)₃/BAlq及BAlq/Alq₃界面处构造交互穿插结构。器件的光电性能测试表明:交互穿插结构一方面能够降低电流密度,减少高电流密度下磷光猝灭中心的形成;另一方面能增加载流子复合界面面积,从而分散界面三线态激子,降低三线态-三线态激子的猝灭。此外,界面凸起的存在还有利于器件的光耦合输出。实验结果表明:当穿插厚度为10 nm,器件的最大电流效率达到34.0 cd/A,与传统器件的电流效率18.7 cd/A相比,提高了55%。     

一种改善红光顶发射OLED色纯度及角度依赖特性的方法研究

在Si/SiO₂衬底上生长金属银作为阳极,4,4,4-tris(3-methylphenylpheny-lamino)-triphenylamine(m-MTDATA):MoOx/m-MTDATA/N,N-bis-(1-naphthyl)-N,N-diphenyl-1,1-biphenyl-4,4-diamine(NPB)作为空穴注入及传输层,发光层采用4,4-N,N-dicarbazole-biphenyl(CBP)掺杂磷光染料(1-(phenyl)isoquinoline)iridium(III) acetylanetonate(Ir(piq)₂(acac))的结构,4,7-di-phenyl-1,10-phenanthroline(BPhen)作为空穴阻挡层及电子传输层,阴极为LiF(1 nm)/Al(2 nm)/Ag(20 nm)复合阴极结构.通过在光取出的复合阴极上方生长一层CBP光学覆盖层,有效地改善了复合阴极膜系的透射率,从而改善了顶发射结构的光学耦合输出特性,在提高器件的正向发光效率的同时还使色坐标往深红光区移动.并且生长光学覆盖层结构的器件角度依赖特性明显得到改善,这对于制作高显示质量的显示器件具有重要意义.在原有结构的基础上增加20 nm的NPB掺杂磷光染料Ir(piq)₂(acac)作发光层,从而得到双发光层结构为NPB:Ir(piq)₂(acac)(1%,20 nm)/CBP:Ir(piq)₂(acac)(1%, 20 nm).由于NPB具有较高的空穴迁移率,避免了由于光学厚度的增加而引起器件工作电压的大幅升高,而双发光层的结构有利于增大激子复合区域,提高辐射复合几率,减少非辐射损耗,实现主客体之间高效的三线态能量传递,相对单发光层顶发射结构,双发光层结构不仅提高了器件的发光效率,而且改善了器件的色坐标.     

新型有机电致磷光白光器件的研究

制备了结构为ITO/NPB/TCTA/FIrpic∶TCTA/Ir(MDQ)2(acac)∶TmPyPB/FIrpic∶TmPyPB/TmPyPB/LiF/Al的有机电致磷光发光器件。通过在双蓝光发光层之间插入较薄的红光层Ir(MDQ)2(acac)∶TmPyPB调节载流子、激子在各发光层中的分布,并结合TCTA和TmPyPB对发光层内载流子和激子的有效阻挡作用,混合实现白光发射。研究了红光层在不同厚度、不同掺杂浓度下对器件发光性能的影响。结果表明,红光发光层厚度为2nm、质量浓度为5%时,结合蓝光发光层和红光发光层,实现了色坐标为(0.333,0.333)、最大发光效率为11.50cd/A的白光发射。     

利用色彩转换法制备高色稳定性的柔性白色有机电致发光器件

本文利用色转换方法,将高效的蓝色柔性有机电致发光器件(flexible organic light emitting devices, FOLEDs)与色转换材料(color conversion material, CCM)相结合,制备了柔性白色有机电致发光器件(white organic light emitting devices, WOLEDs).首先利用2, 3, 5, 6-Tetrafluoro-7, 7, 8, 8-tetracyano-quinodimethane (F4-TCNQ)和4, 4', 4"-tris-(N-3-methylphenyl-N-phenylamino) tripheny-lamine (m-MTDATA)组成的多量子阱(multiple quantum well, MQW)结构作为空穴注入层(hole injection layer, HIL)结合新型蓝光材料N⁶, N⁶, N¹², N¹²-tetrap-tolylchrysene-6, 12-diamine (NCA)制备出高效的蓝光FOLEDs,然后将其与色转换材料4-(dicyanomethylene)-2-tert-butyl-6-(1,1,7,7-tetramethyljulolidyl-9-enyl)-4H-pyran (DCJTB) 结合,通过沉积不同厚度的CCM来优化白光器件的发光光谱,获得了色稳定性较高的白光. 实验结果表明:在驱动电压为7 V, DCJTB的厚度为120 nm时得到较接近白光等能点的色坐标 (0.33, 0.27),且当驱动电压由6 V升至11 V 时,器件的色坐标变化仅为(±0.02, ±0.02), 表现出高色稳定性.     

色纯度改进的苯乙烯衍生物高效蓝色有机电致发光器件

以苯乙烯衍生物(amino-substituted distyryl arylene derivative，BCzVB)掺杂的4，4’-双(9-咔唑基)-1，1’-联苯(4，4’-N，N’-dicarbazole-biphyenyl，CBP)为发光层，制备了结构为ITO(indium tin oxide)／TPD(N，N’-diphenyl-N，N’-bis(3-methylphenyl)-1，1’biphenyl-4，4’diamine)／CBP：BCzVB／Alq3[tris-(8-hydroxy-quinolinato)aluminum)／Liq(8-hydroxy-quinolinato)lithium]／Al的电致发光器件。这里TPD、Alq3分别为空穴传输层和电子传输层，CBP：BCzVB为发光层，Liq为电子注入层。器件最高亮度为8500cd／m^2，效率为3．5cd／A(量子效率为2．6％)，器件色坐标[Commission Internationale de l’Eclairage(CIE)CO-ordinates]为x=0．15，y=0．16，与纯BCzVB作发光层的器件相比，器件的发光色纯度和效率得到大幅提高。光致发光与电致发光对比分析表明器件的发光主要来自能量传递和陷阱俘获机制，但陷阱俘获机制起了主导作用。     

微腔有机发光器件中的电致发光光谱

设计了结构为Glass/DBR/ITO/TPD/Alq3/Ag的微腔有机发光器件。从理论上详细地研究了腔内各层结构对器件电致发光谱性能的影响。结果表明:随着腔长厚度的增加,器件的归一化电致发光谱强度不断减小;在可见光区,器件的EL谱随发光层厚度的增加出现振荡变化。空穴传输层和发光层的界面位置对器件电致发光谱的影响也很大。最后得到,在设计微腔时发光层厚度要尽量窄,并且中心发光区域应位于谐振腔中电场的峰值位置。     

TBPe与MEH-PPV共掺杂的有机电致发光器件的优化研究

采用有机小分子TBPe（2,5,8,11-tetratertbutylperylene）以不同比例掺入MEH-PPV（poly ）作为发光层,研究了TBPe不同掺杂比例对器件性能的影响,进而对发光强度进行优化。对于所制备的ITO/PEDOT：PSS/MEH-PPV/TBPe/Al有机电致发光器件,TBPe的最优蒸镀厚度为0.5 nm,其发光强度相对于标准器件提高了325%。ITO/PEDOT：PSS/MEH-PPV：TBPe/TBPe/Liq/Al有机电致发光器件的最优掺杂比例为MEH-PPV：TBPe=100：30（质量比）,其发光亮度相比于未掺杂器件提高了44%。在上述器件的基础上增加Alq₃层提高电子注入,分别制作了Liq和LiF作为修饰层的ITO/PEDOT：PSS/MEH-PPV：TBPe/TBPe/Alq₃/Liq/Al和ITO/PEDOT：PSS/MEH-PPV：TBPe/TBPe/Alq₃/LiF/Al多层器件,发光亮度分别达到4 162 cd/m²和4 701 cd/m²。所有器件的电致发光波长均为580 nm,为MEH-PPV的发光,TBPe的掺杂对MEH-PPV的发光起到了增强作用。     

TBPe与MEH-PPV共掺杂的有机电致发光器件的优化研究

采用有机小分子TBPe(2,5,8,11-tetratertbutylperylene)以不同比例掺入MEH-PPV(poly[2-methoxy-5-(2-ethylhexyloxy)-1,4-phenylenevinylene])作为发光层,研究了TBPe不同掺杂比例对器件性能的影响,进而对发光强度进行优化。对于所制备的ITO/PEDOT∶PSS/MEH-PPV/TBPe/Al有机电致发光器件,TBPe的最优蒸镀厚度为0.5 nm,其发光强度相对于标准器件提高了325%。ITO/PEDOT∶PSS/MEH-PPV∶TBPe/TBPe/Liq/Al有机电致发光器件的最优掺杂比例为MEH-PPV∶TBPe=100∶30(质量比),其发光亮度相比于未掺杂器件提高了44%。在上述器件的基础上增加Alq3层提高电子注入,分别制作了Liq和LiF作为修饰层的ITO/PEDOT∶PSS/MEH-PPV∶TBPe/TBPe/Alq3/Liq/Al和ITO/PEDOT∶PSS/MEH-PPV∶TBPe/TBPe/Alq3/LiF/Al多层器件,发光亮度分别达到4 162 cd/m2和4 701 cd/m2。所有器件的电致发光波长均为580 nm,为MEH-PPV的发光,TBPe的掺杂对MEH-PPV的发光起到了增强作用。     

以联苯乙烯衍生物为发光层的蓝色有机发光二极管特性的研究

以一种新型联苯乙烯衍生物NPVBi作为发光层，制备了结构为：ITO／TPD／NPVBi/Alq3/LiF/Al的有机薄膜电致发光器件，其中TPD厚度保持为50nm,NPVBi与Alq3厚度之和保持为50nm。通过调节NPVBi与Alq3的厚度，获得了色纯度较好的NPVBi蓝色电致发光，最高亮度为708cd/m^2，最大流明效率为1.13lm/W。结果表明，发光层NPVBi和电子传输层Alq3的厚度对器件的发光特性有显著的影响。     

芴-咔唑新型共聚物/PVK掺杂体系的电致发光特性研究

研究了新型的芴-咔唑共聚物(PFC)与聚乙烯咔唑(PVK)掺杂体系的光致发光和电致发光特性.制备了结构分别为indium-tin-oxide(ITO)/PVK:PFC/bathocuproine(BCP)/tris-(8-hydroxylquinoline)-aluminum (Alq₃) /Mg:Ag，ITO/PFC/BCP/Alq₃/Mg∶Ag和ITO/PVK/BCP/Alq₃/Mg∶Ag的三种有机电致发光器件.对器件的光电特性进行了测试.结果表明，掺杂体系中的PVK有效地抑制了固态膜中PFC激基缔合物的形成.掺杂器件在不同的外加电场作用下发生发光层位置的移动，通过调节外加电场，可以获得从绿光到蓝光的可见光发射.当外加电压大于7V时，掺杂器件的蓝色发光亮度达到1650cd/m²，推测其中可能存在从PVK到PFC的能量传递过程.     

基于新型有机红色材料的薄膜电致发光

对一种名为N,N双[4[2(4二氰甲烯基6甲基)4H吡喃2基]乙烯基]苯基苯胺的新型有机红色材料(BDCM)进行了薄膜发光行为的研究.此材料的一个三苯胺(给电子基)和两个二氰甲烯吡喃(受电子基)所形成的较好空间位阻和强荧光发射能力,使得其固体薄膜具有很高的红色荧光量子产率.所构成的ITO/CuPc/DPPP/BDCM/Mg:Ag红色薄膜电致发光器件在外加电压为19V时亮度达到582cd/m².且此器件的发光颜色不随外加电流密度的改变而变化,表明此材料有很好的电子传输和红色发射性能     

基于数字图像颜色提取的土壤有机质预测研究

有机质是土壤质量的重要判定标准,其快速测定可为精准农业的实施提供基本的数据支撑。传统有机质测定法,通过野外取样,实验室化学分析,不仅费时费力,还效率低,完全不能满足现今社会发展对土壤信息的大量需求。通过光谱仪测定土壤反射率建立有机质估测模型,可快速预测有机质含量,但光谱仪价格较高,对操作环境要求严格,限制了其广泛应用。仅有RGB三波段的可见光传感器,相比光谱仪而言不仅价格便宜,还易于操作,借助其诸多优势,通过定量获取土壤表面颜色信息,解决土壤有机质快速测定问题,不管是从实用性还是经济性角度,都值得去探索研究。为验证可见光下提取数字图像颜色信息能快速预测有机质的可行性和适用性,采用数码相机获取土壤表面颜色,分析土壤表面组成特点,确定最佳取样面积,并比较不同土样制样标准(<1 mm和<0.5 mm) 与有机质的相关性,同时选取相关性高的颜色变量,通过回归分析,建立有机质预测模型。研究结果表明,以950 pixel×950 pixel作为取样面积,可以较稳定获取土样表面颜色,并减少边缘效应对取样结果的影响;对比<1 mm和<0.5 mm土样与有机质的相关性发现,<1 mm土样的RGB三波段与有机质的相关性更高,适合作为土壤颜色获取时的制样标准。在RGB三波段中,Red波段表现了与有机质的最高相关性,其相关系数为-0.70;通过对RGB三波段进行数学变换与超红(ExR)计算,可增加各颜色值与有机质的相关性,其中ExR指数表现了与有机质最高的相关性,其相关系数为-0.86。单变量建模过程中,ExR倒数模型获得了最好预测效果;多变量建模时,各颜色标准差参与建模,使颜色信息描述更为全面,明显提高了模型的预测精度,获得了最好的建模效果,其R2=0.80,RMSE=0.51,检验结果R2_val=0.84,RMSE_val=0.54,能较好反应研究区有机质变异特点。通过黑土检验所建模型的预测效果,仅单变量Red波段模型表现出较好预测结果,其检验结果表明红波段是有机质较为敏感波段,在不同土类中具有通用性。虽然研究中所建模型难以扩展到对其他土类的预测,但对同类土壤预测效果表明,数码相机作为颜色定量获取的工具,具有实现快速预测土壤有机质的潜力。