白光有机发光器件的研究进展

白光有机发光器件(OLED)能够产生高效饱和的白光,且具有驱动电压低、材料柔性好、可实现大面积显示等特点,在信息显示与固态照明等领域有巨大的应用潜力.目前白光OLED主要分为单发光层、多发光层、下转换、叠层等结构,不同的结构具有各自的优势,都受到了很大关注.首先介绍了白光OLED的性能指标.接着,结合所开展的研究工作综述了白光OLED在结构和性能方面的研究进展,总结了实现高效白光OLED的各种方法,重点探讨了提高白光OLED性能的途径及所面临的挑战. 最后,展望了白光OLED的发展趋势. 关键词： 白光有机发光器件 固态照明 电致磷光 光取出     

固态照明光源的基石--氮化镓基白光发光二极管

首先回顾了照明光源的简单历史 ,然后介绍了发光二极管 (LED)发展到大功率白光LED的历史 ,接着简述了国内外发展现状 ,主要技术路线及其特点 .最后阐述了作者在这方面的研究工作进展状况 ,对其发展趋势提出了一些看法 .     

利用激基复合物发光的有机白光电致发光器件

以NPB为空穴传输材料,(dppy)BF为发光层,Alq为电子传输层和色度调节层,制备了有机白光电致发光器件.该器件的白光发射是来自于(dppy)BF与NPB的固界表面形成的激基复合物发光,以及NPB与(dppy)BF发射的蓝光.该白光器件的色度稳定,在电压10～25V的变化范围内,色坐标变化由(0.29,0.33)到(0.31,0.35).器件在4V开启,12V电压下亮度和效率分别为200cd/m²和0.45lm/W.     

白光LED固态照明光转换荧光体

报道了当前热点固态照明白光LED对所用光转换荧光体的特殊要求,从发光学和晶场理论出发,提出研发白光LED用荧光体的几种方案和原则.依据多年成果,特别阐述在稀土铝镓石榴石体系,氯硅酸钙及某些钨钼酸盐中,Ce³⁺、Pr³⁺、Tb³⁺、Eu³⁺、Eu²⁺及Mn²⁺离子的发光特性,能量传递,Eu²⁺的特征“阶梯状”光谱以及激活剂在晶体中所占据不同晶体学格位与发光性质的关联性.这些材料都可用于白光LED之中.实践证明,这些基础性研究和原理是研制白光LED用荧光体的基础.光转换荧光体与InGaN蓝光芯片结合可以获得符合严格标准的全色温(2700~8000K)的高显色性白光LED光源.白光LED及InGaN蓝光LED的光电性能与正向电流I_F密切相关,器件散热极为重要.提出的在不同I_F下,LED的相关色温差(ρT_c)可用来表征LED色温变化幅度及稳定性.     

一种白光有机电致发光器件的制备

通过对器件结构的优化设计，提高了白光电致发光器件中蓝光成分的发光效率，从而得到了一种较为理想的有机白光电致发光器件。驱动电压为5V时，电流密度J=0．5mA／cm^2，器件的效率达到最大，流明效率为1．92 lm／W，此时器件的发光亮度接近20cd／m^2。色坐标为(x=O．317，y=0．328)。非常接近白光等能点．是色度很好的白光。并且在很大范围内，色度随器件的驱动电压或电流变化不大，当驱动电压变化至15V时。f=232mA／cm^2，色坐标变化至(x=0．338，y=O．353)。在电压为22V时，器件的亮度达到最大，为17 000cd／m^2。此外器件结构相对简单。器件制备的可重复性得到很大程度的改善。     

白光照明LED灯温度特性的研究

分析了荧光粉转换型白光LED照明光源色坐标、显色指数、色温和发光效率与驱动电流和温度的关系。驱动电流的增加将引起蓝光波峰的长移，并随电流的增大而增大；但其对色坐标、色温和显色指并未引起较大的变化，而发光效率发生下降，主要原因为蓝光波峰的红移导致荧光粉与激发波长的不匹配，引起荧光粉发光效率的下降，这个现象在不同环境温度下的发光也得到证实，实验结果认为LED的驱动电流为20mA，温度低于50℃时具有较好的发光效率，而显色指数要通过增加红色成分来改善。     

超薄发光层结构的荧光型白光有机发光器件

使用蓝、绿、红超薄发光层结构来制备荧光型非掺杂白光器件,其器件结构为ITO/MoO3(5 nm)/TCTA(40 nm)/C545T(1 nm)/TCTA(2 nm)/BePP2(1 nm)/Bphen(2 nm)/DCJTB(1 nm)/Bphen(30 nm)/LiF(1nm)/Al(1 000 nm).白光器件的最大发光亮度和电流效率分别为16 154.73 cd/m2和11.58 cd/A.在电压为7V时,器件的色坐标为(0.322 2,0.335 1),而且色坐标在大的电压变化范围内的变化值仅为(0.017 4,0.002 9).与掺杂结构的白光器件相比,超薄发光层结构的白光器件拥有高的电流效率和稳定的电致发光光谱,原因是超薄发光层结构的载流子捕获效应能使激子有效限制在复合区域内.     

发光可调控CDs@MOFs复合荧光材料制备及其在高显色白光LED中的应用

选用中性红和硫脲作为原料,制备出一种540 nm波长发射的新型黄光碳点(CDs)水溶液,具有激发依赖特性。选择Al-MOFs和Zn-MOFs分别作为CDs的载体基质,得到CDs@Al-MOFs和CDs@Zn-MOFs两种复合荧光材料,都显示出非激发依赖特性。而CDs@Al-MOFs和CDs@Zn-MOFs的最佳发射峰分别位于555 nm和612 nm,与CDs水溶液540 nm的发射波长相比,都出现不同程度的红移。通过对黄光CDs及其复合荧光材料进行TEM、XRD、FT-IR、XPS、UV-Vis和FL等系列表征,证明其发光机理是由CDs的表面态发光转变为分子态发光占主导地位。通过调整两种复合荧光材料的配比可获得不同发光性能的白光LED器件,当CDs@Al-MOFs与CDs@Zn-MOFs的质量比为1∶0.65时,器件的色温为3 968 K、显色指数达82.4,表明该碳点基复合荧光材料在白光LED领域具有广阔的发展前景和应用价值。     

有机电致发光白光器件的研究进展

在十多年的时间里,有机电致发光二极管(Organic Lightemitting Diodes,OLEDs)的研究和应用取得了长足的进展。有机电致发光器件具有许多优点,例如:自发光、视角宽、响应快、发光效率高、温度适应性好、生产工艺简单、驱动电压低、能耗低、成本低等,因此有机电致发光器件极有可能成为下一代的平板显示终端。有机电致发光白光器件因为可以用于全彩色显示和照明,已成为OLED研究中的热点。介绍了有机电致发光白光器件的研究进展,按发光的性质将白光器件分为荧光器件和磷光器件两类,按发光层数将白光器件分为单层和多层器件,对相关材料、器件结构、发光机理等方面进行了讨论。     

基于量子阱结构的混合型白光有机发光器件

以荧光材料BePP2结合量子阱作为蓝光发射层,磷光材料GIrl和R-4B掺入到混合双极性主体材料CBP∶Bphen中分别作为绿、红发光层并且在红绿发光层中引入间隔层TPBI,组合得到发白光的混合型有机发光器件。其中量子阱是以BePP2作为势阱、TCTA为势垒。结果表明:当势垒层数为2时,器件的最大发光亮度和电流效率分别为21 682.5 cd/m2和23.73 cd/A;当电压从7 V增加到14 V时,色坐标从(0.345,0.350)变化到(0.340,0.342)。与无量子阱结构的参考器件相比,势垒层数为2的器件的最大功率效率为8.07 lm/W,色坐标变化相对最小为±(0.005,0.008),还有一个高的显色指数83。     

高效、色度稳定的顶发射白光有机发光二极管

顶发射白光有机发光二极管(white organic light-emitting diodes,WOLEDs)因可与有源驱动电路结合实现大开口率和高分辨率,因而在白光照明和全彩显示中有着良好的应用前景．本文制备了红/蓝双磷光发光层的顶发射WOLEDs,通过在红光层与蓝光层间插入电子阻挡层tris(phenypyrazole)iridium(Ir(ppz)₃),降低了对红光掺杂浓度的要求,红光掺杂浓度的提高不仅降低了对制备工艺的要求,提高了工艺可重复性,而且改善了WOLEDs的效率与色度稳定性。分析了色度稳定的原因,优化了红光和蓝光磷光客体的掺杂浓度,制备出发光效率达到7.9 cd·A-1的顶发射WOLED,其色坐标位于暖白光区,在87～2 402 cd·m-2亮度范围内色度很稳定,仅变化(0.006,0.01)。     

依发光层顺序和厚度调节的多发光层白色有机发光器件

多层结构器件中发光层顺序及厚度对光谱影响很大。文章以RBG(红蓝绿)为基色,制备了具有不同发光层组合次序及厚度的系列白色有机电致发光器件。器件结构为ITO/CuPc(12 nm)/NPB(50 nm)/EML/LiF(1 nm)/Al(100 nm)。使用的蓝色发光材料为2-t-butyl-9,10-di-(2-naphthyl)anthracene (TBADN),掺杂剂为p-bis(p-N, N-diphenyl-amono- styryl)benzene(DSA-Ph),绿色发光材料为tris-[8-hydroxyquinoline]aluminum(Alq₃),掺杂剂为C545,红色发光材料为tris-[8-hydroxyquinoline]aluminum(Alq₃),掺杂剂为4-(dicyanomethylene)-2-t-butyl-6-(1,1,7,7-tetramethyljulolidyl-9-enyl)-4H-pyran(DCJTB)。通过调节各发光层的顺序和厚度,在200 mA·cm-2时,得到了电流效率为5.60 cd·A-1,色坐标为(0.34, 0.34)的性能稳定的白光器件。当电流密度为400 mA·cm-2时,最大亮度达到了20 700 cd·m-2。根据激子产生及扩散理论对实验结果进行了分析,建立了发光光谱与各发光层的发光效率、各层厚度及激子扩散层长度之间的关系方程, 并以其计算了具有不同红层厚度的RBG结构的光谱的红蓝强度比。计算结果表明实验结果与理论相符。     

掺杂两种荧光染料的有机红光电致发光器件

制作了掺杂rubrene和4-(dicyanomethylene)-2-t-butyl-6-(1,1,7,7-tetramethyljulolidyl-9,enyl)-4H-pyran(DCJTB)两种荧光染料的红光有机电致发光器件。N,N’-diphenyl-N,N’-bis(1-naphthyl)-(1,1’-biphenyl)-4,4’-diamine(NPB)和掺杂的Tri-(8-hydroxyquinoline)aluminum(Alq3)分别作为空穴和电子传输层。我们发现掺rubrene和DCJTB的器件性能与只掺DCJTB的器件性能相比有所提高。器件性能的改善是因为掺入的rubrene能够促进从Alq3到DCJTB的能量转移。根据荧光衰减曲线,计算出从Alq3到DCJTB、从Alq3到rubrene以及从rubrene到DCJTB的能量转移速率分别为1.04×109,3.89×109,2.79×109s-1。可以看出能量通过rubrene从Alq3到DCJTB的转移速率是能量直接从Alq3到DCJTB的2.7倍。     

植物照明用荧光粉转换白光二极管的研究

L ED具有效率高、体积小、功耗低、寿命长等优点,并且因其具有可轻易实现宽幅光谱调控的特性,在植物照明领域崭露头角.植物照明用L ED分为两大类,一类是单色光L ED,另一类是白光L ED,其中植物照明用白光L ED可与单色L ED混合或者单独使用从而实现植物补光照明.植物封装用白光L ED大部分采用蓝光L ED芯片或...     

含新型噁二唑类电子传输层的有机发光二极管性能研究

含吡啶基的噁二唑类材料(PDPyDP)作为一种新型的电子传输层被有效地应用于可溶性聚对苯乙炔(MEHPPV)为发光层的双层结构的有机发光二极管器件中,并将其光电性能与MEHPPV的单层结构器件及分别含苯环(PDPDP)和反1,2亚乙烯基(PDVDP)的另外两种二唑类电子传输层的双层结构器件进行比较.EL光谱测量表明,它们的发光均来自于MEHPPV层,而它们相似的器件电流和光输出随驱动电场变化的规律表明这些器件中相似的电荷转移过程,但电致发光阈值电场对于双层结构器件来说低于单层结构器件,而插入PDPyDP层的器件,其阈值电场最低.在电流密度为50mA/cm²时,单层器件及各插入PDVDP、PDPDP和PDPyDP的双层器件的外量子效率相对值分别为3×10^-3%,5×10^-3%,2×10^-2%和0.1%.并分析了插入PDPyDP使器件发光性能提高最为明显的原因.通过将此类器件的结构等作进一步优化,其最佳量子效率可高达1.44%.     

含新型噁二唑类电子传输层的有机发光二极管性能研究

含吡啶基的二唑类材料 (PDPyDP)作为一种新型的电子传输层被有效地应用于可溶性聚对苯乙炔(MEH PPV)为发光层的双层结构的有机发光二极管器件中 ,并将其光电性能与MEH PPV的单层结构器件及分别含苯环 (PDPDP)和反 1 ,2 亚乙烯基 (PDVDP)的另外两种二唑类电子传输层的双层结构器件进行比较。EL光谱测量表明 ,它们的发光均来自于MEH PPV层 ,而它们相似的器件电流和光输出随驱动电场变化的规律表明这些器件中相似的电荷转移过程 ,但电致发光阈值电场对于双层结构器件来说低于单层结构器件 ,而插入PDPyDP层的器件 ,其阈值电场最低。在电流密度为 5 0mA/cm2 时 ,单层器件及各插入PDVDP、PDPDP和PDPyDP的双层器件的外量子效率相对值分别为 3× 1 0 -3 % ,5× 1 0 -3 % ,2× 1 0 -2 %和 0 1 %。并分析了插入PDPyDP使器件发光性能提高最为明显的原因。通过将此类器件的结构等作进一步优化 ,其最佳量子效率可高达 1 4 4%。     

Progress in Modification of Indium-Tin Oxide/Organic Interfaces for Organic Light-Emitting Diodes

The oxide/organic interfaces play crucial roles in the hole injection from the anode electrodes to the emitting organics in organic light-emitting diodes (OLEDs), and hence have strong impacts on the efficiencies and other properties of the devices. Indium-tin oxide (ITO) is currently the most popular anode material used in OLEDs due to several merits, such as good etch ability, good adherence, high transparency, low resistivity, and high work function. Interfacial engineering between the ITO electrode and the overlying organic layers is an important process to obtain the high performance of the diode devices. In this article, recent progress in modification of the ITO/organic interfaces is reviewed, as these interfaces are important to the development of the technologies aiming at improving the electroluminescence, and efficiencies as well as reducing the operation voltages of OLEDs. ITO/Organic interfacial properties can be controlled or modified by simply changing the surface properties of ITO using chemical or physical treatments, and by adding a buffer layer (e.g., metal, oxide, or organic thin films) between the ITO and hole transport or emitting organic layers. The literature data showed that the electroluminescence, efficiencies, and lifetimes of the OLEDs could be greatly increased and the operation voltage considerably decreased when the ITO/organic interfaces have been properly improved.     

中间层对三原色白光OLED的影响

基于ITO/NPB/TCTA/Ir（MDQ）₂（acac）：TCTA/FIrpic：TmPyPb/Ir（ppy）₃：TmPyPb/TmPyPb/LiF/Al结构的三原色白光器件,通过分别在蓝光与红光、绿光发光层界面处插入2 nm TCTA与2 nm TmPyPb中间层,研究了中间层的有无对器件性能的影响。结果表明,中间层的引入可以调整激子的分布,影响能量转移。具有双中间层的器件实现了高质量的白光发射,最大发光效率达到22.56 cd/A。     

红光颜色转换层调节的顶发射有机白光器件

采用倒置结构顶发射蓝光器件和非掺杂型红光染料NPAMLI制备了TWOLED,研究了器件结构和光电性能的关系,器件结构为Glass/Al/Cs2CO／Alq3／AND/NPB/MoO3/Au/Alq3/NPAMLI.NPAMLI的吸收谱与ADN的发光谱有较大的重叠,NPAMLI能够吸收ADN发出的部分蓝光并发射红光.实验...     

胶体量子点电致发光器件的研究进展

胶体量子点因其性质稳定、可溶液加工、发光颜色易于调节、色彩饱和度高等优点在固体照明、平板显示、红外通讯等领域引起人们高度关注.本文详细介绍了最近胶体量子点电致发光领域取得的重要进展,包括基于 II-VI 族(CdSe、CdTe、PbS、PbSe),III-V 族(InAs、InP),和 I-III-VI 族(CuInS、CuInSe)的量子点电致发光二极管.