混合蓝色和绿色发射的高亮度白色有机电致发光器件

使用星形六苯芴类新材料1,2,3,4,5,6-hexakis(9,9-diethyl-9H-fluoren-2-yl)benzene (HKEthFLYPh)分别制备了三种不同结构的有机电致发光器件. 在结构为indium-tin oxide (ITO)/NPB (40 nm)/HKEthFLYPh (10 nm)/Alq3(50 nm)/Mg:Ag (200 nm)的器件中, 获得了两个电致发光谱峰分别位于435 和530 nm处的明亮白光. HKEth-FLYPh是能量传输层; N,N’-bis-(1-naphthyl)-N,N’-diphenyl-(1,1’-biphenyl)-4,4’-diamine (NPB)是空穴传输层和蓝色发光层; tris(8-hydroxyquinoline)aluminum (Alq3)是电子传输层和绿色发光层. 结果表明, 当驱动电压为15 V时, 器件的最大亮度达到8523 cd·m-2; 在5.5 V时, 器件达到最大流明效率为1.0 lm·W-1. 在电压为9 V时, CIE色坐标为(0.29, 0.34). 此外, 通过改变HKEthFLYPh层的厚度, 发现蓝色发射的相对强度随着HKEthFLYPh层厚度的增加而增强.     

高效白色磷光有机电致发光器件

采用真空热蒸镀方法以4,4'-bis (carbazol-9-yl) biphenyl (CBP)为主体材料、以bis[2-(4-tert-butylphenyl) benzothiazolato-N,^C2] iridium (acetylacetonate) [(t-bt)₂Ir(acac)]磷光染料为掺杂剂构成黄色发光层, 制备了高效白光的有机电致发光器件(OLEDs). OLEDs的器件结构为indiumtin oxide (ITO)/N,N’-bis-(1-naphthyl)-N,N’-biphenyl-1,1’-biphenyl-4,4’-diamine (NPB)/CBP: (t-bt)₂Ir (acac)/NPB/2,9-dimethyl-4,7-diphenyl-1,10-phenanthroline (BCP)/8-hydroxy quinoline aluminum(Alq₃)/Mg:Ag, 从ITO阳极开始的第一层NPB为空穴传输层, 第二层超薄的NPB为蓝色发光层, BCP为空穴阻挡层和激子阻挡层, Alq₃为电子传输层. 结果表明, 器件电压在3 V启亮, 在16.5 V时, 器件的最高亮度达到15460 cd·m^-2; 在4 V时, 器件达到最大流明效率为7.5 lm·W^-1, 器件启亮后所发出的白光光谱在低电压时随电压变化有稍微的移动, 但是都在白光范围内变化. 在电压达到8 V后Commission Internationale I’Eclairage(国际照明委员会) (CIE)色坐标为(0.33, 0.32), 并且光谱及色坐标稳定, 不随电压变化而改变, 与最佳的白光坐标(0.33, 0.33)几乎重合. 同时, 从机理上解释了光谱移动和效率衰减的原因, 并探讨了载流子陷阱和能量传递的关系.     

混合蓝色和绿色发射的高亮度白色有机电致发光器件

使用星形六苯芴类新材料1,2,3,4,5,6-hexakis(9,9-diethyl-9H-fluoren-2-y1)benzene(HKEthFLYPh)分别制备了三种不同结构的有机电致发光器件.在结构为indium-tin oxide(ITO)/NPB(40nm)/HKEthFLYPh(10nm)/Alq3(50nm)/Mg:Ag(200nm)的器件中,获得了两个电致发光谱峰分别位于435和530nm处的明亮白光.HKEthFLYPh足能量传输层;N,N'-bis-(1-naphthyl)-N,N'-diphenyl-(1,1'-biphenyl)-4,4'-diamine(NPB)是空穴传输层和蓝色发光层;tris(8-hydroxyquinoline)aluminum(Alq3)是电子传输层和绿色发光层.结果表明,当驱动电压为15V时,器件的最大亮度达到8523cd·m-2;在5.5V时,器件达到最大流明效率为1.01m·W-1.在电压为9V时,CIE色坐标为(0.29,0.34).此外,通过改变HKEthFLYPh层的厚度,发现蓝色发射的相对强度随着HKEthFLYPh层厚度的增加而增强.     

Pinning-down molecules in their self-assemblies with multiple weak hydrogen bonds of C-H···F and C-H···N

Two-dimensional self-assemblies of four partially fluorinated molecules, 1,4-bis(2,6-difluoropyridin-4-yl)benzene, 4,4'-bis(2,6-difluoropyridin-4-yl)-1,1'-biphenyl, 4,4'-bis(2,6-difluoropyridin-4-yl)-1,1':4',1'-terphenyl and 4,4'-bis(2,6-difluoropyridin-3-yl)-1,1'-biphenyl, involving weak intermolecular C-H···F and C-H···N hydrogen bonds were systematically investigated on Au(111) with low-temperature scanning tunneling microscopy. The inter-molecular connecting modes and binding sites were closely related to the backbones of the building blocks, i.e., the molecule length determines its binding sites with neighboring molecules in the assemblies while the attaching positions of the N and F atoms dictate its approaching and docking angles. The experimental results demonstrate that multiple weak hydrogen bonds such as C-H···F and C-H···N can be efficiently applied to tune the molecular orientations and the self-assembly structures accordingly.     

基于N-乙基咔唑-2-乙烯基-8-羟基喹啉锌的黄绿色有机电致发光器件的性能

通过用一种既具有空穴传输特性又具有发光特性的新型荧光染料N-乙基咔唑-2-乙烯基-8-羟基喹啉锌((E)-2-(2-(9-ethyl-9H-carbazol-3-yl)vinyl) quinolato-zinc, CzHQZn)作为受主, 制备了结构为ITO/2T-NATA (30 nm)/CBP: 6%Ir(ppy)3:wCzHQZn(20 nm)/Alq3(50 nm)/LiF/Al(ITO: indium-tin oxide, 2T-NATA: 4,4',4'-{N,N-(2-naphthyl)-N-phenylamino}-triphenylamine, CBP: 4,4-N,N'-dicarbazole-biphenyl, Ir(ppy)3: factris (2-phenylpyridine) iridium, Alq3: tris(8-quinolinolato) aluminum; w 是CzHQZn 的质量分数)的黄绿色有机电致发光器件(OLEDs). 研究了掺杂体系在不同掺杂浓度(w=5%、10%、12%、15%)时的电致发光(EL)特性. 结果表明, CzHQZn 掺杂浓度为10%的器件在11 V 电压下实现了黄绿光发射, 色坐标为(0.4045, 0.5113), 最大发光亮度为16110 cd·m-2; 而在7 V电压下的最大发光效率为2.19 cd·A-1, 最大外量子效率为0.775%.     

高效溶液法小分子磷光电致发光器件研究

以小分子化合物CDBP[4,4′-bis(carbazol-9-yl)-9,9-dimethyl-fluorene]为主体材料,Ir(pppy)3[tris(5-phenyl-10,10-dimethyl-4-aza-tricycloundeca-2,4,6-triene)Iridium(III)]为磷光客体材料,采用溶液法和真空蒸镀法相结合的制备工艺,制作了小分子磷光电致发光器件.研究表明,通过器件结构的优化,Ir(pppy)3(重量百分比为2)掺杂的多层绿光电致发光器件效率达22.0 cd/A,最大亮度达到26600 cd/m²,这一结果可与当今基于真空蒸镀的小分子或基于溶液法的高分子磷光电致发光器件性能相媲美.本工作为降低有机电致发光器件的成本,扩展溶液法有机电致发光器件制备工艺中材料的选择范围提供了实验依据.     

中位四(1-苯基吡唑-4-基)卟啉掺杂空穴传输材料的红色有机电致发光器件(英文)

使用中位-四(1-苯基吡唑-4-基)卟啉(TPPyPH2)掺杂空穴传输材料N,N′-二苯基-N,N′-双(4-甲苯基)-1,1′-二苯基-4,4′-二胺(TPD)制备了红色有机电致发光器件.因为TPD的发射光谱与TPPyPH2的吸收光谱具有更大的光谱重叠,为了得到更为有效的从主体材料TPD向红光染料TPPyPH2的能量传递,我们使用TPD代替传统的8-羟基喹啉铝(Alq3)作为主体发光材料.器件在680nm处具有纯的红光发射峰;通过使用Alq3电子传输层以及使用Alq3共掺杂发光层的方法,使器件的发光性能得到了改善,结构为ITO/Alq3+TPPyPH2+TPD(50nm)/Alq3(30nm)/Al的器件的最大发光亮度为177cd/m2.     

半晶性有机半导体薄膜形态结构及对有机发光器件老化的影响

以NPB（N,N’-二苯基-N,N’-二（1-萘基）-1,1’-联苯-4,4’-二胺）为例,简要综述了本课题组近年来在发光有机半导体薄膜形态结构方面的研究进展．通过差热分析、偏光显微镜、透射电子显微镜、电子衍射、原子力显微镜表征,确认NPB是一类本征半晶性材料．一般的OLED器件采用的是非晶的NPB薄膜．基于等温结晶和表面诱导结晶实验确认,OLED器件可能存在两种热力学老化机制．对于采用非晶衬底的OLED器件,当NPB薄膜厚度小于临界厚度时器件可以稳定工作;对于采用多晶缓冲层衬底的OLED器件,由于表面诱导NPB结晶不存在临界厚度限制,器件容易结晶老化．     

2-对联苯-8-羟基喹啉锌的合成及其应用于新型白光OLED

合成了一种全新的有机发光材料2-对联苯-8-羟基喹啉锌(Zn[2-(p-biPh)-8-Q-O]₂), 通过¹H NMR, UV-Vis等对配合物的结构进行表征. 利用该材料制备了新型白光有机电致发光器件(OLED), 其结构为: ITO/NPB (N,N'-双(1-萘基)-N,N'-二苯基-1,1'-二苯基-4,4'-二胺)/BCP (2,9-二甲基-4,7-二苯基-1,10-菲咯啉)/Zn[2-(p-biPh)-8-Q-O]₂/Al. 通过调节空穴阻挡层BCP的厚度, 实现了NPB(蓝光发射)和Zn[2-(p-biPh)-8-Q-O]₂(黄光发射)作为器件双发光层的有效复合, 并研究了其发光机理. 当BCP层的厚度为2.0 nm时, 获得了稳定的白色发光; 该器件在6 V电压下启亮, 20 V电压时最大发光亮度达到130 cd/m², 电流效率为0.224 cd/A.     

8-羟基喹啉镧两亲性配合物LB膜的双层电致发光器件

以具有不同层数的两亲配合物二[2-(N-十六烷基氨基甲酰基)-8-羟基喹啉]合镧[La(HQ)₂Cl]的LB膜为发光层,PBD为电子传输层,制备了双层结构的电致发光(EL)器件:ITO/LB膜/PBD/Al.器件产生黄绿色注入式发光.LB膜的层数和沉积压对器件的性能具有重要影响.在16V激发电压下,5,11和21层LB膜双层EL器件的电流密度分别为48,29和16.4mA/cm²,启亮电压阀值为7.5,8.5和9.5V.器件的亮度随电流密度和驱动电压的增加而增加.在相同偏压下,21层LB膜EL器件的亮度大于5和11层LB膜的器件.在25mN/m沉积的LB膜制备的EL器件具有较高的亮度(1219cd/m₂)和击穿电压.     

一种含载流子传输基的铱配合物:合成及深黄色电致磷光器件

合成了一种含有载流子传输基新的铱配合物(BPPBI)2Ir(ECTFBD)[HBPPBI:1-苯基-2-(4-联苯基)苯并咪唑,HECTFBD:1-(9-乙基-3-咔唑基)-4,4,4-三氟-1,3-丁二酮],其结构和组成经核磁共振氢谱和元素分析所证实。研究了这种铱配合物二氯甲烷溶液的光物理和电化学性质。制作了基于这种铱配合物的电致磷光器件。器件结构是ITO/MoO3(10 nm)/NPB(80 nm)/CBP:x%(BPPBI)2Ir(ECTFBD)(20 nm)/TPBi(45 nm)/LiF/Al[x%:质量百分比为4%和7%的掺杂浓度;NPB:N4,N4′-二(1-萘基)-N4,N4′-二苯基-4,4′-联苯二胺,CBP:4,4′-二(9-咔唑基)联苯,TPBi:1,3,5-三(2-(1-苯基)苯并咪唑基)苯]。这些器件显示出深黄色的发射。对于7%掺杂浓度器件,最大的电流效率和最大发光亮度分别是5.2 cd.A-1和8 690 cd.m-2。     

利用Cs基衍生物作为n型掺杂剂改善蓝色有机发光二极管的效率

利用两种Cs基衍生物碳酸铯(Cs2CO3)和醋酸铯(CH3COOCs)作为n型掺杂剂掺入到一种新型的电子传输材料2,9-二(2-萘基)-4,7-二苯基-1,10-菲啰啉(NBPhen)中来提高有机发光二极管(OLEDs)的效率.实验结果表明:器件的驱动电压明显降低,并且优化后得到的Cs基n型掺杂器件(ITO/β-NPB/CBP:5%(w)N-BDAVBi/NBPhen/NBPhen:Cs2CO3(or CH3COOCs)/Al)呈现出较好的电致发光性能,在14 V时电流密度分别为551.80和527.88 mA·cm-2,对应的亮度分别达到39750和39820 cd·m-2,电流效率在亮度为10000 cd·m-2时分别为14.60 cd·A-1(Cs2CO3掺杂)和14.40 cd·A-1(CH3COOCs掺杂),这些参数明显优于传统器件的发光性能(ITO/β-NPB/CBP:5%(w)N-BDAVBi/NBPhen/Cs2CO3/Al,其在14 V时电流密度为312.39 mA·cm-2,对应的亮度为25190 cd·m-2;电流效率在亮度为10000 cd·m-2时为9.45 cd·A-1.此外,基于有机半导体掺杂原理和器件的能级结构对n型掺杂器件效率提高的原因进行了分析.     

Covalently bound hole-injecting nanostructures. Systematics of molecular architecture, thickness, saturation, and electron-blocking characteristics on organic light-emitting diode luminance, turn-on voltage, and quantum efficiency

Hole transporting materials are widely used in multilayer organic and polymer light-emitting diodes (OLEDs, PLEDs, respectively) and are indispensable if device electroluminescent response and durability are to be truly optimized. This contribution analyzes the relative effects of tin-doped indium oxide (ITO) anode-hole transporting layer (HTL) contact versus the intrinsic HTL materials properties on OLED performance. Two siloxane-based HTL materials, N,N'-bis(p-trichlorosilylpropyl)-naphthalen-1-yl)-N,N'-diphenyl-biphenyl-4,4'-diamine (NPB-Si(2)) and 4,4'-bis[(p-trichlorosilylpropylphenyl)phenylamino]biphenyl (TPD-Si(2)), are designed and synthesized. They have the same hole transporting triarylamine cores as conventional HTL materials such as 1,4-bis(1-naphthylphenylamino)biphenyl (NPB) and N,N-diphenyl-N,N-bis(3-methylphenyl)-1,1-biphenyl)-4,4-diamine (TPD), respectively. However, they covalently bind to the ITO anode, forming anode-HTL contacts that are intrinsically different from those of the anode to TPD and NPB. Applied to archetypical tris(8-hydroxyquinolato)aluminum(III) (Alq)-based OLEDs as (1) the sole HTLs or (2) anode-NPB HTL interlayers, NPB-Si(2) and TPD-Si(2) enhance device electroluminescent response significantly versus comparable devices based on NPB alone. In the first case, OLEDs with 36 000 cd/m(2) luminance, 1.6% forward external quantum efficiency (eta(ext)), and 5 V turn-on voltages are achieved, affording a 250% increase in luminance and approximately 50% reduction in turn-on voltage, as compared to NPB-based devices. In the second case, even more dramatic enhancement is observed (64 000 cd/m(2) luminance; 2.3% eta(ext); turn-on voltages as low as 3.5 V). The importance of the anode-HTL material contact is further explored by replacing NPB with saturated hydrocarbon siloxane monolayers that covalently bind to the anode, without sacrificing device performance (30 000 cd/m(2) luminance; 2.0% eta(ext); 4.0 V turn-on voltage). These results suggest new strategies for developing OLED hole transporting structures.     

利用激基复合物发光的有机白光器件制备

以1,4-二(2-氰基-2-苯乙烯基)-2,5-二苯基苯(CNDPDSB)为发光层, N,N'-[3-萘基]-N,N'-二苯基[1,1'-二苯基]-4,4'-二胺(NPB)为空穴传输层, 8-羟基喹啉铝(Alq)为电子传输层, 制备了一种色度稳定的有机电致白光器件. 该器件的白光发射是由CNDPDSB与NPB界面形成的激基复合物发出的红光以及NPB与CNDPDSB发射的蓝光混合而成. 该白光器件的光谱稳定, 在工作电压(6~13 V)内, 色坐标由(0.33, 0.34)变化到(0.31, 0.37). 器件在6 V电压下开启, 10 V电压下的亮度和效率分别为1200 cd/m2和0.2 cd/A.     

酚基嘧啶铍(Ⅱ)配合物的合成及光电性质

采用Suzuki偶联方法合成了新型有机螯合配体酚基嘧啶(HPP), 利用HPP进一步合成了酚基嘧啶铍配合物Be(PP)₂. 采用核磁共振(¹H NMR)和红外(IR)光谱等方法对其结构进行了表征, 并通过测定紫外-可见(UV-Vis)和光致发光(PL)光谱对Be(PP)₂的光学性质进行了研究. 结果表明, 配合物在460 nm处有最大发射. 以Be(PP)₂为电子传输层和发光层制备了结构为氧化铟锡(ITO)/N,N'-二(萘-2-基)-N,N'-二(苯基)联苯-4,4'-二胺(NPB)(45 nm)/Be(PP)₂(60 nm)/Al(300 nm)的双层模型器件, 获得了最大亮度为103 cd/m²的近白光发射, 色坐标为(0.37, 0.39), 光功率效率为0.13 lm/W.     

含有载流子传输功能基团咔唑和噁二唑的有机铕(Ⅲ)配合物的合成及其发光性能

合成了一种含有载流子传输功能基团咔唑和噁二唑的有机铕(Ⅲ)配合物. 在研究了光致发光等性能的同时, 制备了结构为ITO/NPB(40 nm)/2.5%铕(Ⅲ)配合物: CBP(30 nm)/BCP(10 nm)/Alq3(30 nm)/LiF(1 nm)/Al(100 nm)的电致发光器件, 器件在612 nm处有半峰宽为4 nm的高纯度的明亮红光发射, 起亮电压约为6 V, 在17.3 V时达到最大亮度1778 cd/m2.     

p型结构的高效有机白光器件

制备了一种高效的p型结构的红光有机发光器件.对比发现这种p型结构的器件在亮度、电流密度以及效率等方面都优于普通的器件.将这种p型结构应用到白光器件上,使用红、绿、蓝三种发光材料作为发光层,通过调节它们各自的发射强度来实现白光发射.优化条件后,制得白光器件的最大电流效率和功率效率分别为19.3cd.A-1和12.1lm.W-1,最大亮度可达到31770cd.m-2,在5到11V驱动电压范围内为较纯正的白光,器件的可重复性好.