白光有机发光器件在照明中的应用

作为下一代固态照明光源,白光有机电致发光二极管(white organic light-emitting diodes, WOLEDs)由于其高效、节能、环保等特点,已经引起了广泛的关注,将其用做照明光源的研究和应用也取得了长足的发展。文中首先简述了WOLEDs的发光原理,总结了目前常见的WOLEDs的结构和常用的发光材料,重点介绍了多发射层白光器件、多重掺杂单发射层白光器件、基于激基缔合物和激基复合物发射的白光器件、p-i-n结构的白光器件等器件结构的发光机理及其优缺点。本文依据WOLEDs高效率、高亮度、高显色性、长寿命的实用条件,详细解释了器件效率,色纯度,相关色温和器件寿命等性能评价标准。我们还分析了WOLEDs目前亟需解决的技术瓶颈,并针对器件效率和器件寿命两个主要方面提出了相应的改善方案。介绍了世界上照明用WOLEDs各公司的研究进展并对其市场前景做出了展望。     

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。     

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。     

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.     

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。     

有机/聚合物电致发光材料的能带结构及其在发光器件中的应用

测定了苯撑乙烯齐聚物、吡唑啉衍生物、钌配合物、铼配合物以及常用的有机染料与载流子传输材料等一百余种有机（包括有机小分子,配合物和聚合物）材料的能带来结构参数,探讨不同取代基对材料“能带”结构的影响。基于能带匹配的原则,同时考虑载流子迁移率匹配及各有机层间的厚度匹配,设计了不同结构的电致发光器件。研究表明,能带匹配、迁移率匹配以及厚度匹配是提高有机电致发光器件性能的重要依据。     

高效率有机蓝光和白光电致发光器件

以蓝光材料FIrpic同时掺杂空穴传输层TCTA和电子传输层TPBI,制备了具有双发光层的高效率蓝光器件(D-BOLED),D-BOLED最大发光效率达23.4 cd/A,比单发光层蓝光器件(S-BOLED)提高了约36.8%.这是因为双发光层结构能够更有效地利用扩散到激子复合界面两边载流子传输层的三线态激子.结合基于...     

基于超薄发光层及双极性混合间隔层的白光有机发光器件研究

本文采用非掺杂超薄发光层及双极性混合间隔层结构,获得了高效、光谱稳定的白光有机发光器件.基于单载流子器件及单色蓝光有机发光器件的研究,确定了双极性混合间隔层的最佳比例;通过瞬态光致发光寿命研究,验证了不同发光材料之间的能量传递过程;得到的三波段和四波段白光有机发光器件的最高效率分别为52 cd/A (53.5 lm/W)和13.8 cd/A (13.6 lm/W),最高外量子效率分别为17.1%和11.2%.由于发光层不同颜色之间依次的能量传递结构,三波段白光有机发光器件的亮度从465到15950 cd/m~2时,色度坐标的变化?CIE仅为(0.005, 0.001);四波段白光有机发光器件的亮度从5077到14390 cd/m~2时,色度坐标的变化?CIE为(0.023, 0.012).     

有机电致发光器件光取出效率增强研究进展

有机电致发光器件(OLED)经过近三十年的发展,已经在照明和显示上得到一定程度的应用.OLED具有全固态、响应速度快、易于实现柔件显示等优点.由于磷光材料的应用,其内量子效率几乎达到了理论的极限值100%,但其外量子效率却只有20%左右,制约外量子效率进一步提高的主要因素是器件的光取出效率.本文从提高OLED光取出效率的方法入手,综述了国内外关于顶发射和底发射有机发光器件光取出效率增强的研究现状、最新进展及以后的研究方向.     

不同主体双发光层白色有机电致发光器件的性能研究

制备了结构为ITO/NPB/CBP:TBPe:rubrene/BAlq:Ir(piq)₂(acac)/BAlq/Alq₃/Mg:Ag的白色磷光有机电致发光器件.利用两种不同的主体材料,即用双载流子传输型主体材料CBP掺杂荧光染料TBPe及rubrene作为蓝光和橙黄光发光层;用电子传输型主体材料BAlq掺杂磷光染料Ir(piq)₂(acac)作为红色发光层.以上双发光层夹于空穴传输层NPB与具有电子传输性的阻挡层BALq之间.讨论了如何控制     

不同主体双发光层白色有机电致发光器件的性能研究

制备了结构为ITO/NPB/CBP:TBPe:rubrene/BAlq:Ir(piq)₂(acac)/BAlq/Alq₃/Mg:Ag的白色磷光有机电致发光器件.利用两种不同的主体材料,即用双载流子传输型主体材料CBP掺杂荧光染料TBPe及rubrene作为蓝光和橙黄光发光层;用电子传输型主体材料BAlq掺杂磷光染料Ir(piq)₂(acac)作为红色发光层.以上双发光层夹于空穴传输层NPB与具有电子传输性的阻挡层BALq之间.讨论了如何控制 关键词： 有机电致发光 磷光染料 掺杂 白光     

非周期微纳结构增强有机发光二极管光耦合输出的研究进展

有机发光二极管（OLED）具有功耗低、重量轻、色域宽、响应时间快及对比度高等优点,在全彩平板显示和固态照明等领域均显现出巨大的应用潜力,受到人们的广泛关注.然而,较低的光输出效率使得器件的外量子效率远低于内量子效率,这严重制约了OLED器件的发展和应用.因此如何提高OLED器件的光耦合输出效率已成为备受关注的研究课题.本文主要介绍了采用非周期微纳结构提高OLED器件光耦合输出效率的最新研究进展,对随机微纳透镜结构、光散射介质层、聚合物多孔散射薄膜、随机凹凸波纹结构及随机褶皱结构等多种对器件亮度分布和光谱稳定性无明显影响的光耦合输出技术进行了总结和讨论.最后,对提高OLED器件光耦合输出研究做了总结和展望.     

基于ZnS增透膜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(TEWOLED)在白光照明和全彩显示中有着良好的应用前景, 克服顶发射器件中的微腔效应是制备光电性能良好的TEWOLED的前提. 使用具有高折射率的ZnS作为增透膜改善金属阴极在蓝光波段的透射率,降低其反射性, 从而有效抑制了微腔的影响.同时利用转移矩阵理论和宽角干涉方法分别对阴极结构和 蓝光发光层位置进行了优化,最终获得了高效、色纯度良好、色度随视角变化小的TEWOLED. 最高亮度和效率分别达到9213 cd/m²和3 cd/A,色坐标位于白光区且接近白光等能点, 同时具有良好的视角稳定性,在0°---60°范围内色坐标仅变化(0.02, 0).     

White organic light-emitting devices

In view of their potential applications in flat panel displays, organic light-emitting devices have attracted much attention in the past decade. A challenging target in this field is to realize full color display applications. One of the approaches proposed for these is combining white emission with color filters, where efficient and pure white emission (especially at high brightness) is necessary. In this paper, three kinds of white organic light-emitting devices with different structures and materials are fabricated and their characteristics are discussed.     

Pure blue and white light electroluminescence in a multilayer organic light-emitting diode using a new blue emitter

We characterized the 6,12-bis{[N-（3,4-dimethylphenyl）-N-（2,4,5-trimethylphenyl）]amino} chrysene （BmPAC）, which has been proven to be a blue fluorescent emission with high EL efficiency. The blue fluorescent device exhibits good performance with an external quantum efficiency of 5.8% and current efficiency of 8.9 cd/A, respectively. Using BmPAC, we also demonstrate a hybrid phosphorescence/fluorescence white organic light-emitting device （WOLED） with high efficiency of 36.3 cd/A. In order to improve the relative intensity of blue light, we plus a blue light-emitting layer （BEML） in front of the orange light emitting layer （YEML） to take advantage of the excess singlet excitons. With the new emitting layer of BEML/YEML/BEML, we demonstrate the fluorescence/phosphorescence/fluorescence WOLED exhibits good performance with a current efficiency of 47 cd/A and an enhanced relative intensity of blue light.     

有机电致发光器件的稳定性

有机电致发光器件（organic light-emitting device,OLED）具有结构简单、驱动电压低、柔性好、可实现大面积显示等特点,在光通信、信息显示与固态照明等领域均显现出巨大的商业应用前景,备受学术界和产业界的关注.自1987年以来,OLED器件迅速发展,其亮度和效率已达到实用化的要求,但是目前产业化面临的主要难题之一就是器件的稳定性问题.本文主要介绍了OLED器件的非本质老化机理和本质老化机理,对黑点形成、薄膜形貌不稳定、金属原子扩散、[Alq₃[⁺阳离子和正电荷积累等多种OLED老化机理进行了总结和讨论,并针对这些老化机理重点阐述改善OLED器件工作稳定性的方法.最后,对OLED器件稳定性研究的发展趋势做了展望.     

真空和常规封装下有机发光器件寿命试验

对紫外固化环氧树脂封装的商品蓝光有机发光器件进行了打开封装后在高真空（10-5 Pa）环境下的寿命实验,同时对未开封的同样器件在大气环境下进行了同样参数的寿命实验。实验结果表明,高真空下未封装器件的加速寿命为1675 h,而大气下封装器件的加速寿命为1224 h。这一结果表明在高真空环境下,有机发光器件的寿命有明显的提高,这证明了水蒸气和氧气通过紫外固化环氧树脂封装材料的渗透是影响紫外环氧树脂封装有机电致的发光器体(OLED)寿命的重要因素;封装器件内的吸气片不能完全吸收经封装渗透进入器件内的水蒸气和氧气。除了水蒸气和氧气渗透封装的因素外,OLED的寿命过程还存在其他的重要影响因素。     

真空和常规封装下有机发光器件寿命试验

对紫外固化环氧树脂封装的商品蓝光有机发光器件进行了打开封装后在高真空（10-5 Pa）环境下的寿命实验,同时对未开封的同样器件在大气环境下进行了同样参数的寿命实验。实验结果表明,高真空下未封装器件的加速寿命为1675 h,而大气下封装器件的加速寿命为1224 h。这一结果表明在高真空环境下,有机发光器件的寿命有明显的提高,这证明了水蒸气和氧气通过紫外固化环氧树脂封装材料的渗透是影响紫外环氧树脂封装有机电致的发光器体(OLED)寿命的重要因素;封装器件内的吸气片不能完全吸收经封装渗透进入器件内的水蒸气和氧气。除了水蒸气和氧气渗透封装的因素外,OLED的寿命过程还存在其他的重要影响因素。     

利用色彩转换法制备高色稳定性的柔性白色有机电致发光器件

本文利用色转换方法,将高效的蓝色柔性有机电致发光器件(flexible organic light emitting devices, FOLEDs)与色转换材料(color conversion material, CCM)相结合,制备了柔性白色有机电致发光器件(white organic light emitting devices, WOLEDs).首先利用2, 3, 5, 6-Tetrafluoro-7, 7, 8, 8-tetracyano-quinodimethane (F4-TCNQ)和4, 4', 4"-tris-(N-3-methylphenyl-N-phenylamino) tripheny-lamine (m-MTDATA)组成的多量子阱(multiple quantum well, MQW)结构作为空穴注入层(hole injection layer, HIL)结合新型蓝光材料N⁶, N⁶, N¹², N¹²-tetrap-tolylchrysene-6, 12-diamine (NCA)制备出高效的蓝光FOLEDs,然后将其与色转换材料4-(dicyanomethylene)-2-tert-butyl-6-(1,1,7,7-tetramethyljulolidyl-9-enyl)-4H-pyran (DCJTB) 结合,通过沉积不同厚度的CCM来优化白光器件的发光光谱,获得了色稳定性较高的白光. 实验结果表明:在驱动电压为7 V, DCJTB的厚度为120 nm时得到较接近白光等能点的色坐标 (0.33, 0.27),且当驱动电压由6 V升至11 V 时,器件的色坐标变化仅为(±0.02, ±0.02), 表现出高色稳定性.