电场变化对有机磷光器件中激子形成影响的研究

激子形成区域随电场变化的移动会使得有机电致发光器件(OLEDs)的效率和色度发生改变,从而影响器件的性能。文章首先制备了两种OLED器件,器件1为ITO/PEDOT∶PSS/PVK∶Ir(ppy)₃∶DCJTB (100∶2∶1 wt)/BCP(10 nm)/Alq₃(15 nm)/Al,器件2为ITO/PEDOT∶PSS/PVK∶Ir(ppy)₃(100∶2 wt)/BCP(10 nm)/Alq₃(15 nm)/Al,研究了电场强度对单层多掺杂结构器件激子形成的影响。实验发现在多掺杂发光层中,随着电压的增加,Ir(ppy)₃,PVK和DCJTB的发光均增强,PVK和DCJTB发光增强更快。对其发光机制进行分析,认为较高电场下,载流子获得较高能量,更容易形成高能量激子,产生宽禁带材料PVK的发光;另一方面,从能级结构分析DCJTB的带隙较窄, 俘获更多的载流子发光更强。同时,在器件的电致发光(EL)光谱发现在460 nm处一新的发射峰, 发光随着电压的增大相对减弱。为了研究460 nm发光的来源,制备了器件：ITO/PEDOT∶PSS/PVK∶BCP∶Ir(ppy)₃(x∶y∶2 wt)/Alq₃(15 nm)/Al, 改变x, y的比值研究发现,460 nm处的发光依然存在,推测此发光峰应与PVK及BCP之间有关。     

基于在聚合物中掺杂染料DCJTB的白色有机电致发光器件

将Alq₃和DCJTB作为掺杂物与基质PVK按照不同比例混合共溶,旋涂成膜,制备了PVK∶Alq₃∶DCJTB为发光层的结构为ITO/ PVK∶Alq₃∶DCJTB/ BCP/Alq₃/LiF/Al的器件,其中Alq₃和BCP分别用作电子传输层和空穴阻挡层,PVK用作蓝光发光层和空穴传输层。保持PVK和DCJTB的质量比为100∶1不变,改变PVK和 Alq₃的质量比,当PVK和Alq3的质量比为20∶1时,得到了效果较好的白光。器件在电压为14 V时,色坐标达到(0.33,0.36),在10～14 V范围内变化甚微。     

铱金属配合物磷光材料掺杂聚合物体系的电致发光特性

通过对一种新型贵金属铱的配合物磷光材料(pbi)₂Ir(acac)与咔唑共聚物进行物理掺杂, 制备了结构为indium-tin oxide(ITO)/poly(N-vinylcarbazole)(PVK): (pbi)₂Ir(acac)(x)/2,9-dimethyl-4,7-diphenyl-1,10-phenan throline(BCP)(20nm)/8-Hydroxyquinoline aluminum(Alq₃)(10nm)/Mg:Ag的聚合物电致磷光器件,研究了磷光聚合物掺杂体系在低掺杂浓度时(0.1%和0.5%(质量百分数,全文同))的光致发光(PL)和电致发光(EL)特性. 结果表明, 该掺杂体系的PL光谱和EL光谱中均同时存在主体材料PVK与磷光客体(pbi)₂Ir(acac)的发光光谱, 但主客体的发射强度不同,推测该掺杂体系在电致发光条件下, 同时存在主体材料到客体的不完全的能量传递和载流子直接俘获过程. 磷光掺杂浓度为0.1%的器件在19V电压下实现了白光发射, 色坐标为(0.32, 0.38), 掺杂浓度为0.5%的器件在20.6V电压下的最大发光亮度为11827 cd·m^-2, 而在13.4V电压下的最大流明效率为4.13 cd·A^-1. 关键词： 有机电致发光器件 铱配合物磷光 聚合物掺杂     

利用BCP层调节白色磷光有机电致发光器件色度的研究

制备了三种结构的白色有机电致发光器件，通过比较得出：在发光层中间插入2，9-二甲基-4，7-二苯基-1，10-菲咯啉(BCP)能有效控制载流子在不同发光层的分布，进而对器件色度进行调节；而掺杂磷光染料Ir(ppy)₃作敏化剂能有效提高器件的效率. 结构为:氧化铟锡/聚乙烯基咔唑∶N，N′-二(1-萘基)-N，N′-二苯基-1，1′-联苯-4-4′-二胺(30nm)/二-(2-甲基-8-羟基喹啉)-4-联苯酚铝：3.0 wt%2，5，8，11-tetra-tertbutylperylene(TBPe)(30nm)/BCP(5.0nm)/4,4N,N二咔唑基二苯：5.0 wt%Ir(ppy)₃:2.0 wt%红荧烯(15nm)/BCP(10nm)/Mg:Ag的器件色度和效率俱佳. 其在17V工作电压下具有的亮度为4670cd/m²，对应色坐标为(0.31,0.37). 器件具有的最大外量子效率为1.4%，当驱动电压从5.0V升高到17V，器件色坐标严格位于白光色域区内. 关键词： 磷光染料 阻挡层 白光 双发光层     

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.     

稀土配合物与PVK共混体系发光特性及载流子复合区域转移的研究

合成了一种新型的铽钆共掺稀土配合物TbGd(BA)6(bipy)2,把它作为发光材料应用于有机电致发光中。文中摸索了器件优化条件,并讨论了TbGd(BA)6(bipy)2与PVK共混体系的发光机理和载流子复合区域的转移。稀土配合物的光致发光是由于外部直接激发及PVK到稀土配合物的能量传递。电致发光有两个途径,PVK到稀土配合物的能量传递及载流子的直接俘获。在双层器件中,发光区域随Alq3厚度变化,尤其是在高电压下,载流子复合区域移向Alq3一侧,而在增加BCP作为空穴阻挡层的多层器件中,载流子限制在发光层和空穴阻挡层的界面处复合,随着电场的增强,铽发光趋于饱和,而出现了高分子基质的发光。优化后,得到213 cd·m-2明亮的铽的绿色发光。     

掺磷光材料有机电致发光器件的能量传递

将高量子效率的磷光材料fac-tris-2-phenylpyridine iridium(III) (Ir(ppy)3)按不同的比例掺杂到具有载流子传输能力的主体材料poly(N-vinylcarbazole) (PVK)中作为发光层制备磷光电致发光器件。通过对器件发光机制的研究,发现光致发光过程中起主导作用的是Fo¨ster能量转移机制;而在电致发光过程中,器件的发光性能受Dexter能量转移和电荷陷获2种能量传递形式的影响。器件的I-V-L特性表明：Ir(ppy)3的掺杂比例为5%时,器件的光功率效率最大,能量转移最充分。     

一种新型稀土配合物Eu(TTA)(2NH_2-Phen)_3的发光特性研究

合成了一种新型的稀土配合物Eu(TTA)(2NH_2-Phen)_3,将其作为掺杂物与基质聚乙烯基咔唑(PVK)按照不同质量比混合共溶,旋涂成膜.测量了混合薄膜的光致发光光谱,确认了所合成的Eu(TTA)(2NH_2H-Phen)_3具有发射荧光的能力,进而将其应用于电致发光器件中.还制备了以PVK:Eu(TTA)(2NH_2-Phen)_3为发光层,器件结构为ITO/PVK:Eu(TTA)(2NH_2-Phen)3/2,9-dimethy1-4,-diphenyl-1,10-plaenan thmline(BCP)/8-hydroxyquinoline aluminum(Alq_3)/Al的多层器件,得到了 Eu~(3+)的红色电敛发光.研究不同掺杂浓度时器件发光光谱的变化及PVK的发射光谱与Eu(TTA)(2NH_2-Phen)_3的吸收光谱的交叠情况,证明了混合薄膜中Eu~(3+)电致发光机理主要足载流子的直接俘获.     

PVK∶DBVP掺杂体系的能量转移及发光性质的研究

研究了不同比例的PVK与齐聚PPV衍生物DBVP掺杂体系的能量转移和发光特性.通过对PVK,DBVP及PVK:DBVP掺杂体系的UV-vis,PL和PLE光谱的研究,分析了PVK与DBVP之间的能量转移过程.利用PVK在体系中类似于溶剂的分散作用,制备了结构为ITO/PEDOT/PVK:DBVP/LiF/Al的电致发光器件,研究了掺杂体系的电致发光性能.结果表明,在掺杂体系的光致发光和电致发光中,PVK的发射被有效地抑制,PVK与DBVP之间发生了非常有效的能量转移,通过调节PVK与DBVP的比例,可以获得蓝色和绿色发光,同时可以改善器件的发光性能,当PVK与DBVP的重量比为1∶2时,器件的绿色发光效率达到1·06cd/A,此时发光亮度为52cd/m2.     

PVK:DBVP掺杂体系的能量转移及发光性质的研究

研究了不同比例的PVK与齐聚PPV衍生物DBVP掺杂体系的能量转移和发光特性.通过对PVK，DBVP及PVK: DBVP掺杂体系的UV-vis，PL和PLE光谱的研究，分析了PVK与DBVP之间的能量转移过程.利用PVK在体系中类似于溶剂的分散作用，制备了结构为ITO/PEDOT/PVK: DBVP/LiF/Al的电致发光器件，研究了掺杂体系的电致发光性能.结果表明，在掺杂体系的光致发光和电致发光中，PVK的发射被有效地抑制，PVK与DBVP之间发生了非常有效的能量转移，通过调节PVK与DBVP的比例，可以获得蓝色和绿色发光，同时可以改善器件的发光性能，当PVK与DBVP的重量比为1∶2时，器件的绿色发光效率达到1.06cd/A，此时发光亮度为52cd/m².     

ZnSe(ZnS)纳米晶与MEH-PPV的共掺有机电致发光器件

采用水相法合成核壳结构ZnSe/ZnS 纳米晶,经X射线衍射(XRD)分析和透射电子显微镜(TEM)表征,证实所制备的样品为立方晶型闪锌矿结构ZnSe/ZnS量子点。按照一定的质量比将ZnSe/ZnS 纳米晶和有机聚合物MEH-PPV(poly ) 共掺并将其作为发光层,分别制备单层和多层有机电致发光器件,结构为ITO/MEH-PPV∶ZnSe(ZnS)(50 nm)/Al和 ITO/PEDOT∶PSS(70 nm)/ MEH-PPV∶ZnSe(ZnS)(50 nm)/BCP(15 nm)/Alq₃(12 nm) /LiF(0.5 nm)/Al。实验结果表明,多层发光器件的发光特性与单层器件不同,工作电压的增大使其发光峰发生了明显的蓝移。     

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。     

利用NPB/MoO3/NpB作为空穴传输层的低驱动电压的有机发光器件

通过引入(NPB/MoO3)x/NPB作为空穴传输层,获得了低驱动电压的有机电致发光器件(OLEDs),(NPB/MoO3)x为多层结构(x为0,1和2).通过对比发现,在相同亮度下,x=1对应的器件具有最低的工作电压.这是由于在NPB和MoO3之间产生了电荷转移复合物(charge transfer,CT),这将会降低器件的空穴注入势垒,从而降低其工作电压,文中所研究器件为基于8-羟基喹啉铝(tris(8-hydroxyquino-line)aluminum,Alq3)的绿光器件.与x=0时的普通器件相比,在亮度为1 000 cd·m-2时,x=1时的工作电压降低了 0.8 V.     

PBD分子对聚合物发光二极管特性的影响

研究了由聚合物发光材料poly(2-methoxy,5-(2-ethy lhexyloxy)-1,4-phenyleneviny lene)(MEH-PPV)掺杂2-(4-biphenyl)-5-(4-tert-butylphenyl)-1,3,4-oxadiazole(PBD)制成的发光层厚度为80,170nm的高分子发光器件(PLEDs)。研究了PBD不同掺杂浓度时器件的电流密度-电压(J-V)和亮度-效率-电压(L-E-V)特性,发现PBD除传输电子外,还阻挡空穴的注入和传输。研究发现,PBD的最优掺杂浓度为20%,掺入PBD后MEH-PPV的EL光谱红移且发生窄化,当PBD掺杂浓度为40%时MEH-PPV的EL光谱窄化最明显,EL光谱半峰全宽从100nm减小到44nm。     

稀土配合物红色有机电致发光器件的研究

以TTA为配体合成了新的共掺杂稀土配合物Tb0.5Eu0.5(TTA)3Dipy,通过与PVK的掺杂,制备了以PVK:Tb0.5Eu0.5(TTA)3 Dipy为发光层的结构为:ITO/PVK:Tb0.5Eu0.5(TTA)3Dipy/BCP/Al的发光器件,在直流电压的驱动下,发现了铕在612 nm处的特征发射,和PVK在410 nm处的发光.此外,还观察到了位于490 nm处的新的发光峰,通过分析研究,认为新的发光来自于稀土配合物的配体和BCP之间相互作用形成的电致激基复合物.用PBD代替了BCP作为电子传输层,制备了结构为:ITO/PVK:Tb0.5Eu0.5(TTA)3DiPy/PBD/Al的发光器件,得到了纯的红色发光.     

利用p型掺杂技术制备的高效有机电致发光器件

利用氧化钼(MoO_x)作为p型掺杂剂,以掺杂层4,4'-bis(carbazol-9-yl)biphenyl(CBP):MoO_x作为空穴注入层,制备了一种结构为ITO/MoO_x/CBP:MoO_x/CBP/CBP:tris(2-phenylpyridine)iridium(III)(Ir(ppy)₃)/4,7-diphenyl-1,10-phenanthroline(Bphen)/LiF/Al的有机电致发光器件.器件中CBP同时作为空穴注入层、空穴传输层以及发光层母体材料,这种结构具有结构简单同时能有效降低空穴注入势垒等优点.研究发现,随着空穴注入层厚度的增加,器件的电流密度增加,表明p型掺杂层的引入能够有效增强空穴的注入;通过优化器件空穴注入层与空穴传输层厚度,器件性能有所提高,最大电流效率为29.8 cd/A,可以认为合理的优化空穴注入层和空穴传输层的厚度,使载流子在发光层中的分布更加平衡是提高器件发光效率的主要原因.值得指出的是,从电流效率最大值到亮度为 20 000 cd/m²时,优化后器件的效率衰减仅为17.7%,而常规器件的效率衰减则为62.1%,优化后器件效率衰减现象得到了明显的改善.分析认为优化后的器件中未掺杂的CBP有助于展宽激子形成区宽度,进而减弱了三线态-三线态湮灭、三线态-极化子淬灭现象,激子形成区的展宽是改善效率衰减的主要原因.     

Lighting object-based nondoped-type white organic light-emitting diode with N,N'-diphenyl-N,N'-bis(1-naphthyl)-(1,1'-benzidine)-4,4'-diamine as the chromaticity-tuning layer

We demonstrate a nondoped white organic light-emitting diode in which the blue, green, and red emissions are generated from 4,4(')-bis(2,2(')-diphenylvinyl)-1,1(')-biphenyl, tris(8-hydroxyquinoline)aluminum, and a submonolayer of 4-(dicyanomethylene)-2-t-butyl-6-(1,1,7,7- tetramethyl-julolidyl 9-enyl)-4H-pyran layers, respectively. A thin layer of N,N(')-diphenyl-N,N(')-bis(1-naphthyl)(1,1(')-benzidine)-4,4(')-diamine (NPB), which differed from the traditional hole-transporting layer, was introduced into the device. The thickness of this thin NPB layer was changed to tune the chromaticity and optimize the white color quality. The white device with a 3 nm chromaticity-tuning NPB layer gives the Commission Internationale de l'Eclairage-1931 xy coordinate of (0.327, 0.336), a color rendering index of 90.2, a maximum luminance of 19,096 cd/m(2), and a maximum current efficiency of 4.12 cd/A. The electroluminescence mechanism of the white device was also discussed.     

Enhanced performance of light-emitting diodes based on a nanocomposite of dehydrated nanotube titanic acid and poly(vinylcarbazole) (PVK)

Performance of light-emitting diodes (LEDs) based on a nanocomposite of dehydrated nanotube titanic acid (DNTA) and poly(vinylcarbazole) (PVK) as emissive layer, i.e., ITO/PVK:DNTA(2 wt%)(100 nm)/BCP(30 nm)/Alq₃(10 nm)/LiF(1 nm)/Al [device D₂], was reported. By investigation of the luminance and electric characteristics of the device, we found that the performance of device D₂ was greatly improved. The recombination zone changed evidently due to the improvement of holes mobility. Compared with those devices without incorporating DNTA, both the maximum luminance and the electroluminescent efficiency of the device D₂ can be improved by a factor of three. Furthermore, the turn-on voltage of the device decreased dramatically.     

BCP对红色有机电致磷光器件效率的影响

使用R-4B作为磷光掺杂剂,CBP为主体,制作以BCP调节载流子复合的红色磷光器件,器件结构ITO/MoO₃(30)/NPB(40)/TCTA(10)/CBP:R-4B(6%)(15)/BCP(x)/CBP:R-4B(6%)(15)/BCP(10)/Alq₃(40)/LiF/Al, 其中x为BCP的厚度,对五种不同厚度的器件和一个对MoO₃优化好且不加BCP的对比器件,来研究它们的发光性能和效率。实验表明：对于面积为1.18 cm2的器件,BCP为4 nm, MoO₃在30 nm时,它的性能达到了最佳,启亮电压为4 V,最大效率为18.9 cd·A-1,其对应的EL主峰位于612 nm, 色坐标为(0.643,0.353), 得到了稳定高效的红色磷光OLED器件。