白光有机发光二极管的最新进展

有机发光二极管(Organic Light-Emitting Diodes,OLEDs)以其制备工艺简单、成本低、发光颜色可在可见光区内任意调节以及易于大面积制作和柔韧弯曲等优点,被认为是未来重要的显示技术之一,在未来照明光源领域也显示了诱人的应用前景.一般认为,如果OLED的发光效率超过100 lm/W,就有可能取代一般照明.本文综述了实现白光OLED的方法及其最新进展,并对白光OLED存在的问题及其发展趋势进行了讨论.     

荧光/磷光混合型白光有机发光二极管的研究

白光有机发光二极管（white organic light-emitting diodes,WOLEDs）在全色显示、固态照明以及背光源等领域有巨大的应用前景,其研究备受关注.其中,荧光/磷光混合型WOLEDs因兼具荧光材料的长寿命和磷光材料的高效率,被认为是目前最有希望实现照明应用的器件结构.荧光/磷光混合型WOLEDs最重要的问题是要解决荧光材料的单线态激子和磷光材料的三线态激子的协同发光.为了避免单线态激子和三线态激子的相互猝灭问题,必须设计有效的器件结构.本文以两种不同三线态能级的蓝光荧光材料为研究对象,介绍了不同高性能荧光/磷光混合型WOLEDs的结构设计与性能.研究表明,载流子传输平衡的高效结构设计和激子分布宽范围内的有效调控是实现高性能荧光/磷光混合型WOLEDs的关键.     

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.     

含硼有机发光二极管材料与器件

硼元素因其独特的价层电子结构——价电子数少于价轨道数,而拥有一个空的p轨道,其三配位化合物既可以和邻近的π体系产生有效共轭,又可以容易地与路易斯碱发生络合,形成四配位化合物。将硼元素引入传统的光电功能分子当中,往往能给整个体系带来独特的光电性质,这已成为新型有机光电功能分子设计的重要思路。本文围绕硼元素的三配位化合物和四配位化合物,从分子设计理念、化合物光电性质、相关器件的结构与效率等方面对含硼有机光电功能分子及其器件的研究进展进行综述,并对其未来发展做出展望。     

无间隔层结构的高效率荧光/磷光混合型白光有机发光二极管

采用磷光红光/荧光蓝光/磷光绿光无间隔层三发光层结构,制备出了高效率荧光/磷光混合型白光有机发光二极管(OLEDs),其中选取具有高荧光量子产率(PLQY)的荧光染料4P-NPD(双[N-(1-萘基)-N-苯基-氨基]四联苯)作为蓝光发射分子,以及常用的高效磷光染料Ir(MDQ)₂(acac)和Ir(ppy)₃(acac)分别作为红光和绿光的客体,通过混合和掺杂的方法制备了相应的发光层,实现了发光层中激子的有效利用和白光发射。 制备的白光器件最大电流效率和功率效率分别达到了27.1 cd/A和30.3 lm/W,当电压为6 V时,CIE色坐标为(0.33,0.41),显色指数CRI为70,色温CCT为5432 K。 在此基础上,设计制备了高色温的荧光/磷光混合型白光OLEDs,其色温(CCT)达到了7106 K。     

白光有机电致发光器件进展

白光有机电致发光器件（WOLEDs）在显示和照明领域有着极大的应用前景,受到人们广泛的关注。本文从多个方面综述了WOLEDs近年来的研究进展,探讨了它的应用前景及需要解决的问题。     

基于荧光与磷光复合的有机电致白光器件

白光有机电致发光器件(white organic light emitting diodes,WOLEDs)在显示和照明领域有着极大的应用前景,受到人们的广泛关注.基于荧光和磷光复合发光的WOLEDs结合了荧光器件与磷光器件的优点,提供了实现高效白光器件的新思路.本文按小分子和聚合物器件分类综述了近年来荧光磷光复合发光白光器件的研究进展,对器件结构、荧光磷光之间的能量传递与发光机理等方面进行了讨论,并对此类器件未来的研究方向进行了展望.     

稀土发光材料在固体白光LED照明中的应用

固体白光发光二极管将成为21世纪新一代的节能光源. 要实现白光发射的重要途径之一是利用稀土发光材料的荧光转换技术, 把InGaN半导体管芯发射的460 nm蓝光或400 nm近紫外光转换成白光. 分别就这两种管芯报道了我们研制的发射蓝、绿、黄、红等不同颜色的稀土发光材料： YAG：Ce, Ca1-xSrxS：Eu^2＋, Ga2S3：Eu^2＋, MGa2S4：Eu^2＋（M=Ca, Sr, Ba）, SrGa^2＋xS4＋y：Eu^2＋, （Ca1-xSrx）Se：Eu^2＋, SrLaGa3S6O：Eu^2＋, （M1, M2）10（PO4）6X2, （M1=Ca, Sr, Ba; M2=Eu, Mn; X=F, Cl, Br）, NaEu0.92Sm0.08（MoO4）2, 并报道了由它们制成的白光发光二极管的色坐标、相关色温和显色指数等参数.     

高效率钙钛矿发光二极管的研究进展

钙钛矿发光二极管(LED)由于高的发光色纯度、颜色连续可调、可溶液法制备和材料成本低等优势,被认为是下一代高清柔性显示和平面照明应用最有前景的候选材料之一,受到科学界和产业界的广泛关注。在过去的几年里,钙钛矿LED取得了快速的发展,发光颜色已经实现了从紫外光到近红外光的全覆盖,其中绿光、红光和近红外光的外量子效率均超过了20%。本文首先介绍了钙钛矿LED的基本知识,随后综述了本课题组近年来在高效率钙钛矿LED制备方面取得的研究进展,最后结合领域内的一些代表性工作,分析了领域发展中存在的不足,并对未来产业化应用的前景进行了展望。     

白光发光二极管用钇铝石榴石萤光粉配方与机制研究

研究了钇铝石榴石萤光粉的合成及其发光特性，目的在于探讨掺入稀土元素离子的钇铝石榴石萤光粉晶体结构和发光光谱研究，并研究以不同元素及不同量取代的活化剂借以了解对萤光体各种相关特性的效应。     

有机发光二极管光取出技术进展

有机发光二极管(OLED)经过近30年的发展,在材料开发和器件结构设计上取得了丰富成果,OLED在显示,尤其高端智能手机上已经开始大规模商用。但在照明领域,由于器件效率、寿命以及成本的原因,产业还不够成熟。器件的光波导效应和表面等离子体基元效应使绝大部分光子产生非辐射耦合,并以热能的形式消耗掉,造成了内外量子效率巨大差距;是器件效率与寿命不佳的主要原因之一。因此在OLED照明器件中,通过光取出技术将这部分光耦合出来显得十分必要。本文首先介绍了有机发光二极管的光学分析方法,从射线光学模型分析OLED器件中光能辐射的四种模式以及光能损耗机理,然后结合近几年各科研机构研究成果和产业上一些代表性专利,从内光取出和外光取出两方面总结了相关光取出技术的研究进展。最后我们对光取出技术路线进行总结。     

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.     

白光聚合物和聚合物白光器件

有机/聚合物电致发光器件(O/PLEDs)具有低能耗、宽视角、色彩丰富、快速响应、绿色环保以及可制备柔性屏等诸多优异特性,被业界公认为是21世纪最具潜质和最具发展前景的高技术领域之一.白光聚合物电致发光器件(WPLEDs)具有可通过湿法加工技术(如旋涂、丝网印刷、喷墨打印)大大降低器件的制作成本等优点,在显示和照明领域有着极大的应用前景,而受到人们广泛的关注.本文就国内在白光聚合物和聚合物白光器件方面的的研究现状,从聚合物白光器件和制备单一白光聚合物两个方面进行阐述,并介绍这一领域的发展前景和目前亟待解决的一些问题.     

基于激子和电致激基复合物双重发光的白光OLED

基于四苯基乙烯衍生物设计合成了两种蓝光材料TPE-4Br和TPE-3Br,并将其作为有机发光二极管(OLED)器件的发光层,研究发现其可与合适的邻层(空穴传输层/电子传输层)形成电致激基复合物。利用材料的本征激子发光及其电致激基复合物发光,可以得到理想的白光电致发光。将TPE-4Br和TPE-3Br掺杂于mCP中作为发光层,以TAPC和TmPyPB分别作为空穴传输层和电子传输层分别制备器件A和器件B,所得器件在操作电压为9 V时的色坐标分别为(0.32,0.33)和(0.31,0.34)。其中器件B的最大亮度和最大电流效率分别为364.66 cd?m~(-2)与0.79 cd?A~(-1)。     

胶体量子阱发光二极管的研究进展

胶体量子阱(CQW)由于具有高色纯度、高光致发光量子效率、光色可调等优异的光电性能,近年来成为一种新型的光电材料,广泛用于制备发光二极管、激光、探测器、太阳能电池等半导体器件。其中,基于CQW的发光二极管(CQW-LED)因为具备极窄的光谱、极佳的色纯度、高效率、可溶液加工、可柔性化等优点,在显示和照明等领域展现出重要应用前景,受到学术界和工业界的广泛重视而成为研究热点。本文首先介绍了CQW-LED中的一些基本概念,包括CQW材料特性、LED器件结构、发光机理等;然后从CQW材料种类的角度出发,阐述了基于单核型、核/冠型、核/壳型、复杂异质结型、以及杂质掺杂型CQW-LED近年来的研究进展,并结合我们研究团队最近的工作详细的介绍了实现高性能CQW-LED的方法,包括对材料选取、设计策略、器件结构、器件性能、工作机理以及发光过程的分析;接着,介绍了CQW-LED的集成应用;最后探讨了CQW-LED目前面临的挑战及其未来的发展机遇。     

聚合物掺杂的高亮度磷光有机电致发光器件

采用新型贵金属铱的配合物(pbi)2Ir(acac)作为客体磷光发光材料, 分别以4%和5%(w)的浓度掺杂于聚合物主体材料poly(N-vinylcarbazole) (PVK)中, 利用旋涂工艺制备了结构为indium-tin oxide (ITO)/PVK:(pbi)2Ir(acac)/2,9-二甲基-4,7-二苯基-1,10-菲咯啉(BCP)/Mg:Ag的有机电致发光器件, 对磷光材料(pbi)2Ir(acac)的紫外-可见吸收光谱﹑光致发光光谱以及聚合物掺杂的磷光器件的电致发光特性进行了研究. 结果表明, 两种掺杂浓度的器件均具有8 V左右的启亮电压, 器件在启亮后的最大流明效率分别为1.53和1.31 lm·W-1, 最大亮度分别为11210和9174 cd·m-2; 同时, 器件的电致发光光谱与色坐标均不随偏置电压和客体掺杂浓度的变化而改变, 具有稳定的色纯度. 分析了主体材料PVK到磷光客体(pbi)2Ir(acac)的能量转移机制, 并探讨了随着器件电流密度和客体掺杂浓度的逐渐增加, 器件流明效率的变化趋势.     

Bright White Organic Light-Emitting Diode Mixed Blue and Green Emission

Double-layer and triple-layer organic light-emitting diodes (OLEDs) were fabricated using a novel star-shaped hexafluorenylbenzene organic material, 1,2,3,4,5,6-hexakis(9,9-diethyl-9H-fluoren-2-yl)benzene (HKEthFLYPh) as an energy transfer layer, N, N′-bis-(1-naphthyl)-N, N′-diphenyl-(1,1′-biphenyl)-4,4′-diamine (NPB) as a hole-transport layer (HTL) and blue emissive layer (EML), and tris(8-hydroxyquinoline)aluminum (Alq₃) as an electron-transport layer (ETL) and green light-emitting layer. Bright white light was obtained with a triple-layer device structure of indium-tin-oxide (ITO)/NPB (40 nm)/HKEthFLYPh (10 nm)/Alq₃ (50 nm)/Mg:Ag (200 nm). A maximum luminance of 8523 cd·m⁻² at 15 V and a power efficiency of 1.0 lm·W⁻¹ at 5.5 V were achieved. The Commissions Internationale de L′Eclairage (CIE) coordinates of the device were (0.29, 0.34) at 9 V, which located in white light region. With increasing film thickness of HKEthFLYPh, light emission intensity from NPB increased compared to that of Alq₃.     

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.