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。     

有机电致发光器件量子效率测量系统的建立及其应用研究

有机电致发光器件（OLED）的量子效率是衡量器件发光性能的一个非常重要的参数，考虑到提高OLED量子效应的基本前提是能精确测得器件的量子效率。本文工作采用美国Keithley公司的系列产品，设计与组建了一套精确测量OLED量子效率的测量系统（主要由真空系统和测试系统组成）。应用本系统测量时，由测量软件通过数据采集卡来实时地对K－2400（稳压源）和K－485（微检流计）进行控制，得到流经器件的电流和器件输的光电流，再经过换算得出注入器件的电子数和从器件输出的光子数，从而能够得到器件的量子效率值，最后由计算机动态地绘制出器件的性能曲线。此外，我们还利用本测量系统对以MEH－PPV为基质的橙红色OLED进行测量，该测试样品在0.0117A/cm^2的电流密度下，测量量子效率为0．39％。     

有机电致发光过程中扩散系数的Monte-Carlo模拟

用Monte-Carlo方法对有机电致发光的注入,迁移,复合过程进行了模拟,得到了δ函数电脉冲的扩散系数随时间变化的关系。通过分析,发现有机电致发光器件的物理特性可以通过两个基本的特性参数来表征：激活中心能纺方差σ,电场△E。通过将δ函数电脉冲扩散系数推广到直流电压时扩散系数对ITO／ROPPV（60nm)/Alq(40nm)/Al器件的电致变色现象进行了讨论。     

TCTA对红绿磷光有机电致发光器件发光层激子的调控作用

制备了结构为ITO/MoO3(50 nm)/NPB(40 nm)/TCTA(10 nm)/CBP:14%GIr1(30 nm)/TCTA(x)/CBP:2%R-4B(10 nm)/BCP(10 nm)/Alq3(40 nm)/LiF(1 nm)/Al(100 nm)的红绿磷光有机电致发光器件,GIr1和R-4B分别为红、绿磷光染料。通过在红绿间插入较薄间隔层TCTA的方法,调节载流子、激子在红绿发光层中的分布,并结合TCTA和BCP对发光层内载流子和激子的有效阻挡作用,研究了载流子调控层TCTA在不同厚度下对器件发光性能的影响。结果表明,TCTA为1 nm时,器件的发光性能得到了很好的提升。电压为6 V时,TCTA为1 nm器件的电流密度、亮度、最大电流效率分别为0.509 mA/cm2、69.91 cd/m2和13.72 cd/A,而TCTA为0 nm器件的电流密度、亮度、最大电流效率分别为1.848 mA/cm2、215.7 cd/m2和11.67 cd/A。     

激基复合物和磷光超薄层相结合的高效率非掺杂白光有机发光二极管

将蓝光激基复合物mCP∶PO-T2T和磷光超薄层结合,分别制备了基于Ir（pq）₂acac（～0.5 nm）/mCP∶PO-T2T/Ir（pq）₂acac（～0.5 nm）结构的双色互补色和基于Ir（ppy）₃（～0.5 nm）/mCP∶PO-T2T/Ir（pq）₂acac （～0.5 nm）结构的三基色非掺杂白光有机发光二极管（White organic light emitting diodes, WOLED）,以探索超薄层在激基复合物中的应用。所制备的双色互补色WOLED,其最大电流效率、功率效率和外量子效率分别为46.1 cd/A、43.9 lm/W和22.2%,而三基色WOLED所实现的最大电流效率、功率效率和外量子效率分别为66.8 cd/A、63.5 lm/W和24.2%。研究分析表明,从高能的蓝光激基复合物发光层向两侧低能的红光和绿光磷光超薄层有效的能量传递是实现非掺杂WOLED高效率的原因。     

近白色发光的有机发光二极管

制备了以８－羟基喹啉锌Ｚｎｑ２为发光层，苯乙烯胺衍生物ＳＡ为空穴传导层，恶二唑衍生物ＰＢＤ为载流子局限层的单层双层和三层结构的有机发光二极管。研究它们的电致发光性能如电致发光光谱，电流密度电压特性和电致发光亮度电压特性等。     

用蓝色光二极管测量掺钛蓝宝石飞秒激光脉冲宽度

用蓝色光二极管双光子跃迁光电流信号测量掺钛蓝玉石飞秒激光脉冲宽度，实验高精度地记录了二阶干涉自相关曲线及其精细结构，由于用蓝色二极管双光子跃迁代替了常用的二次谐波，而且光信号直接转化为电信号，从而使飞秒激光脉冲宽度的测量大为简化。     

基于激基复合物纯正发射的有机电致发光器件性能

利用聚合物三苯基二胺衍生物(Poly-TPD)掺杂2,5-双(5-叔丁基-2-苯并恶唑基)噻吩(BBOT)作为器件发光材料,研制了基于激基复合物纯正发射的有机电致发光器件.器件的具体结构为:ITO/PEDOT:PSS(25 nm)/Poly-TPD:BBOT( 1:1,80 nm)/Al(70 nm).研究结果表明,该...     

一种新型有机电致微腔结构的双模发射

采用结构Glass／DBR／ITO／NPB／NPB：Alq／Alq／Al制作了有机微腔电致发光器件。将空穴传输材料与发光材料以一定比例混合作为发光层，为了便于对比，在不改变有机层的膜厚的情况下同时制作了传统的异质结微腔器件，发现两种器件的发光光谱有很大不同，器件的复合效率与传统的异质结器件相比也得到了很大提高，这是因为将两种有机材料混合能消除界面势垒，提高器件的复合效率，从而提高了器件的发光性能，实现了微腔双模发射，且两个模式的半峰全宽分别为8nm和12nm。通过进一步优化器件结构可以实现微腔白光发射。     

多色有机薄膜电致发光器件及其稳定性

研究了绿色、红色、蓝色和白色四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 140 0 0h(初始亮度 10 0cd/m2 ) ,红色器件的半寿命为 75 0 0h(初始亮度 5 0cd/m2 )。还研究了具有空穴锁定层及非锁定层的两种不同结构的蓝色及白色器件。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的半寿命分别为 45 0h(初始亮度 5 0cd/m2 )和 30 0h(初始亮度 5 0cd/m2 )。在稳定性改善的基础上研制成功 96× 6 0线 ,分辨率为 2线 /mm的绿色矩阵显示屏 ,设计和研制了驱动及控制电路 ,实现了动态显示     

稳定的蓝色及白色有机薄膜电致发光器件

报道了一种稳定的蓝色和白色有机薄膜电致发光器件,蓝色器件最大亮度为7526cd／m^2,最大效率1．451m／W,半亮度寿命1035h(初始亮度l00cd／m^2)。白色器件的最大亮度为14850cd／m^2,最大效率2．881m／W,色度x=0．31,y=0．38,且色度不随电流增大而变化,半亮度寿命为2860h(初始亮度100cd／m^2)。     

利用缓变结提高蓝色有机发光二极管的寿命

在空穴传输层(HTL)和发光层(EML)界面加入缓变结的蓝色有机电致发光器件(Cell-GJ)。与传统的异质结结构的有机电致发光器件(Cell-HJ)相比,寿命有了明显的提高:半寿命在初始亮度为100 cd/m2的条件下达到了8460 h,比Cell-HJ的半寿命长6倍。寿命的延长归功于穿过非突变界面的局部电场的消除,减少了焦耳热的产生从而提高了器件的寿命。但是实验证实Cell-GJ的效率比Cell-HJ的效率低。为了提高Cell-GJ的效率在其TBADN/AlQ交界处蒸镀GaQ薄层制得一种新型器件Cell-GJGaQ。由于GaQ的最低未占有轨道能级介于AlQ和TBADN之间,从AlQ到GaQ再到TBADN形成的多阶势垒可以极大地提高电子(少子)注入,从而使发光效率也有了明显改善。研究结果表明Cell-GJGaQ的效率比Cell-GJ的效率高20%,半寿命同时也达到了6998 h,比Cell-HJ长5倍,整体性能有了较大提高。     

两种蓝色有机电致发光材料

重点研究以两种蓝色OEL材料蒽类衍生物JBEM和联苯乙烯衍生物DPVBi分别作基质，以perylene作掺杂剂的器件的电致发光性能，特别研究了它稳定性，在这度和效率方面，两种器件并没有很大差别，然而在稳定性方面却有很大差别，蒽类衍生物JBEM的器件在100cd/m^2初始亮度下，半亮度寿命可达1035h，而DPVBi的器件在同样条件下，半亮度寿命为255h。通过分析两种器件的能级图，认为稳定性的差别可能源于两种蓝光材料本身的热稳定性不同，JBEM优于DPVBi，是一种很有前途的蓝色发光材料。     

n型掺杂PTCDA复合材料对有机发光二极管性能的提高

采用碳酸锂(Li2CO3)为n型掺杂剂,苝四甲酸二酐(3,4,9,10 perylenetetracarboxylic dianhydride,PTCDA)为母体材料,通过真空热蒸发方式制备了n型掺杂的PTCDA复合材料,将其作为电子注入材料应用到NPB/Alq3异质结有机电致发光器件中.研究发现,同LI2CO3:BC...     

两种不同结构的蓝色有机发光二极管

制备了两种不同结构的蓝色发光器件。其中阻挡层结构的器件为：ITO／CuPc/NPB/TPBi/Alq/MgAg;夹心型结构的器件为：ITO／CuPc/NPB/DPVBi:perylene/Alq/MgAg。两种器件的发射光谱分别为NPB和perylene的特征光谱,最高亮度和最大效率分别为3700cd/cm^2、6123cd/cm^2和0.781m/W,0.831m/W。然而,两种器件稳定性差异较大。用能级结构图分析了两种器件的发光特性和稳定性差异的原因。     

交流发光二极管热特性的模拟分析

由于交流发光二极管(AC-LED)在实际应用中无需交流/直流整流变压器,它的发展越来越被关注。随着器件功率的增大,芯片结温升高,对器件的光通量、光功率及寿命等产生负面影响,所以精确掌握AC-LED的温升规律就成为芯片设计的关键。运用FloEFD有限元软件进行模拟仿真1 W白光AC-LED分别在直流和交变功率驱动下的瞬态热特性,结果表明在加载交变信号情况下,器件结温会以直流信号的结温为中心周期振荡,振荡的频率与输入功率频率相同,但有明显的相位移动。同时,AC-LED在不同的输入功率和频率下的结温变化显示稳态时的平均结温和结温振荡幅度都随功率的增大而线性上升,但随着频率的增大而降低。     

非掺杂型高效绿色磷光有机电致发光器件

在空穴传输层TCTA与电子传输层TPBi之间引入磷光染料Ir(ppy)3超薄发光层,制备了结构为ITO/MoO_3(2 nm)/NPB(40 nm)/TCTA(10 nm)/Ir(ppy)3(xnm)/TPBi(40 nm)/LiF(1 nm)/Al(80 nm)的非掺杂磷光有机电致发光器件。通过调控非掺杂发光层的厚度,详细研究了Ir(ppy)3层厚度对器件性能的影响。实验结果表明,当非掺杂发光层厚度为0.2 nm时,器件的性能最好,器件的亮度、效率和外量子效率分别达到26 350 cd·m~(-2)、42.9 cd·A~(-1)和12.9%。研究结果表明,采用超薄的非掺杂发光层可以简化器件结构和制备工艺,获得高效率的OLED器件。     

有机微腔绿色发光二极管

光学微腔是指尺寸在光波长量级的光学微型谐振腔。微腔结构可以使腔内物质和光场的相互作用与体材料相比发生很大变化,出现了自发辐射谱线窄化和增强等腔效应。利用这些腔效应,可以改善有机发光器件的性能。采用微腔结构,优化设计并研制了有机微腔绿色发光二极管,器件结构为Glass/DBR/ITO/NPB/Alq∶Rubrene/Alq/MgAg,获得了最大亮度40100 cd/m2、最大发光效率为6.44 cd/A、半峰全宽为28 nm的纯绿色有机微腔电致发光器件。而与之比较的无腔器件最大亮度为22580 cd/m2、最大发光效率为2.98 cd/A、半峰全宽为120 nm。相同电流密度下微腔电致发光谱的峰值发射强度是无腔器件的4.2倍。结果表明将微腔结构引入有机电致发光器件中,不但改善了发光的色纯度,而且使器件的发光效率和亮度都得到明显增强。     

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。