新型蓝光OLED材料和器件

基于有机材料的电致发光技术可以应用于超薄平面显示和有机固体激光器等方面,在近20年来取得了飞速的发展,基本实现了红、绿、蓝三基色发光.绿色材料发展最快,基本达到了商业化实用阶段,而红色和蓝色材料的问题较多,特别是稳定、高效率的蓝光更具有挑战性.综述了近期我们对蓝光材料的分子设计与合成,以及蓝光器件的一些研究.主要包括金属络合物2,3-二甲基-8-羟基喹啉锂和聚芴衍生物树枝状的聚芴化合物的蓝光材料,以及利用基激复合态实现蓝光的电致发光器件.通过光致发光、电致发光光谱以及电压-电流-发光亮度特征曲线等研究了这些发光材料和器件的性质.现在蓝光器件的色纯度和工作寿命还有待提高.     

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。     

三元共聚物饱和红色电致发光研究

研究了高分子电致发光器件中阳极和阴极对三元共聚物饱和红色发光性能的影响.结果表明 ，在二元共聚基础上，引入空穴载流子传输基团可以改善器件的发光效率，对PFO-5Cz-15DB T三元共聚物,在6.5V电压下，外量子效率达到1.49％，亮度为448cd/m²，EL光 谱峰值位于657nm，色度坐标x＝0.69，y＝0.30. 关键词： 阴极材料 电致发光 发光二极管 聚芴     

一种基于PFO掺杂的理想白光有机电致发光器件

研究了以芴类蓝光材料PFO为主体,通过掺杂MEH-PPV得到单层的白光有机电致发光器件,并从掺杂浓度对器件的光谱特性和色坐标稳定性的影响方面对其发光性能进行了分析研究。在MEH-PPV以2.5Wt%掺杂时,器件开启电压为3V,发光色坐标可达到标准白光等能点(0.33,0.33),器件发光色坐标在5～20V很宽的范围内随电压变化幅度很小,基本稳定在白光区。     

基于双极传输母体的高效有机磷光发光器件

将红、绿、蓝3种不同颜色的染料分别掺杂到相同的母体材料2,7-二（二苯基磷酰）-9-（4-二苯基胺）苯基-9-苯基芴（POAPF）中,制得了可发3种颜色光的高效率有机电致发光器件。进一步将两种互为补偿色的发光材料以合适的掺杂浓度掺到POAPF中,制得了高效率白光器件。该白光器件采用了单发光层结构,器件电致发光光谱稳定性好,随驱动电压变化较小。4种不同颜色的发光器件的最大功率效率分别为16.50,43.72,29.78,32.83 lm/W。     

一种有机电致发光共聚物的制备和性能

采用Suzuki方法合成了9，9-二辛基芴与萘并硒二唑的两种无规共聚物并研究了其紫外光谱、光致发光和电致发光性能。两种聚合物的电致发光波长为650～666nm，均为发饱和红光的LED材料，其电致发光外量子效率最高达到了1．05％。随着共聚物中萘并硒二唑含量的增加，共聚物的光致发光和电致发光的发射波长均有少量红移。证明了根据共轭高聚物链内能量转移原理，在聚芴链中引入不同含量的窄带隙杂环单元可实现对聚芴发光颜色的调节。     

SiO2/C9-PPV异质结中类阴极射线发光及有机电致发光的交互增强

用夹在两层SiO2之间的发光聚合物C9-PPV作成器件，在交流电激发下得到了超出有机电致发光黄绿色发光的蓝色发光.通过对器件光学特性的研究，发现这种发光源于SiO2中加速电子直接碰撞激发有机发光层而引起的类阴极射线发光.使用非对称结构，得到了类阴极射线发光与有机电致发光相互增强的混合发光. 关键词： 混合发光 类阴极射线发光 有机电致发光     

有机电致发光材料与器件

简要介绍了有机电致发光器件的结构、电致发光机理、可用作电致发光材料的种类以及存在的一些问题，简述了电致发光材料及器件的研究现状及对未来的展望。     

磷酸酯聚芴阴极界面修饰层对聚合物电致发光性能的影响

发展了基于稳定金属电极的阴极界面材料,对促进聚合物电致发光器件的产业化进程具有重要意义。侧链含磷酸酯功能基团的聚芴衍生物（PF-EP）是一种极性聚合物中性材料,能溶于乙醇等醇类溶剂,非常适合制备多层溶液加工型发光器件。除此之外,它结合稳定的金属Al电极能实现有效电子注入。本文以PF-EP在绿光聚芴发光器件中的应用为例,详细对比分析了两种基于PF-EP的阴极电极结构（PF-EP/LiF/Al和PF-EP/Al）的器件EL性能。结果显示,PF-EP/LiF/Al阴极结构具有更优异的电子注入能力。基于单电子器件和X射线光电子能谱,本文对这一高效电子注入结构的注入能力和注入机理进行了探讨。     

有机薄膜电致发光器件在反向偏压下的电致发光

合成了性能优良的聚合物--聚对苯乙烯,并采用甩胶方法制备了单层薄膜电致发光器件ITO/PPV/Al.在所制备的器件上观察到反向偏压下的电致发光现象,记录了在不同反向偏压下的电致发光光谱,测量了在反向偏压下的电流和发光强度,初步讨论了有机发光器件在反向偏压下的发光机理.     

Luminescence mechanisms of green and blue organic light-emitting devices utilizing hole-blocking layers

Optical and electrical measurements on green and blue organic light-emitting devices (OLEDs) with and without hole-blocking layers (HBLs) were performed, and the luminescence mechanisms of green and blue OLEDs utilizing HBLs were investigated by using energy band diagrams and carrier density distributions. The dependence of the electroluminescence efficiencies on the existence of HBLs was described on the basis of a luminescence mechanism. The density distributions of the electrons and the holes in OLEDs under applied electric fields were estimated from the energy band diagrams, taking into account the electronic parameters and the layer thicknesses. The luminescence efficiencies and the color chromaticities were significantly affected by the existence of the HBLs. These analyses can help improve understanding of the luminescence mechanisms at play in and the electroluminescence efficiencies of green and blue OLEDs with HBLs, and the present results provide important information on the optical properties for enhancing the efficiencies of OLEDs operating in the green and the blue regions of the spectra.     

双功能电极改善有机发光器件效率滚降的研究

针对磷光器件存在严重的效率滚降,进而制约有机电致发光器件的实用化进程的问题,提出采用超声喷涂Poly(3,4-ethylenedioxythiophene)Polystyrene Sulfonate(PEDOT:PSS)作为透明电极,制备了红、绿、蓝三色有机电致发光器件.利用超声喷涂工艺材料利用率高的特点,起绝缘作用的水溶性PSS分子链在PEDOT:PSS透明电极中得到保留,使该透明电极具有空穴缓冲作用.这种双功能性,提高了器件在高电流密度下的载流子平衡性,降低了红、绿、蓝三色发光层中的极化子浓度,改善了红、绿、蓝三色器件的效率滚降问题,从最高外量子效率所在亮度到10000cd/m^2的电流效率滚降分别仅为14.9%、12.4%和16.0%.该结果表明,双功能性电极的引入显著改善了有机电致发光器件中载流子平衡性,具有降低三基色器件效率滚降的普适性,对实现高亮度、高效率发光器件具有重要意义.     

有机层厚度变化的有机电致发光器件与微腔器件光谱分析

设计中心波长为520nm,改变有机层厚度,即空穴传输层NPB和发光层Alq3的厚度,分别由10nm逐渐增加至100nm,器件的总体厚度也随着改变,分别计算模拟出有机电致发光器件(OLED)和微腔有机电致发光器件(MOLED)的电致发光谱(EL),并对光谱的积分强度、峰值强度、半峰全宽、峰值位置的三维分布图进行比较分析。综合考虑光谱的峰值位置(中心波长)、最大的峰值强度和积分强度(与亮度、效率相关)、最小半峰全宽(色纯度高)进行合理的设计,可以找到最佳厚度。发现:NPB和Alq3的厚度分别为70和62nm时,器件性能最佳,并且微腔器件的结果尤为明显。结果表明,通过模拟计算,可以深入探索MOLED和OLED发光特性,设计出合理的器件结构。     

基于混合空穴注入层的湿法制备高效蓝光热激活延迟有机发光二极管

在溶液法制备有机电致发光器件(OLEDs)的研究中, PEDOT∶PSS由于具有较好的成膜性与高透光性而常被用作器件的空穴注入层。但相关研究表明, PEDOT∶PSS本身稳定性较差以及功函数较低,这使得溶液法制备OLEDs的性能差且不稳定。蓝色作为全彩色的三基色之一,制备高效的蓝光器件对于实现高质量显示器件和固态照明装置必不可少。而目前溶液法制备蓝光OLEDs的器件效率普遍较差,针对此问题,本文利用传统的蓝光热激活延迟荧光发光(TADF)材料DMAC-DPS作为发光层,用溶液法制备了蓝光TADF OLEDs,通过在PEDOT∶PSS中掺杂PSS-Na制备混合空穴注入层(mix-HIL)来提高空穴注入层的功函数,研究其对于蓝光TADF OLEDs器件性能的影响。首先在PEDOT∶PSS水溶液中掺入不同体积的PSS-Na溶液,在相同条件下旋涂制膜,进行器件制备。通过观测各个实验组器件的电致发光(EL)光谱,发现掺入PSS-Na后器件EL谱存在光谱蓝移的现象,这是由于掺入PSS-Na水溶液后, mix-HIL层的厚度有所降低,使得在微腔效应作用下, EL光谱发生蓝移。通过对比各组器件的电流密度-电压-亮度(J-V-L)曲线及其计算所得器件的电流效率,结果显示随着PSS-Na的掺入,器件的亮度和电流都有所增大,器件的电流效率也得到了提升,当掺杂比例为0.5∶0.5(PEDOT∶PSS/PSS-Na)时提升幅度最大(亮度提升86.7%,电流效率提升34.3%)。通过在瞬态电致发光测试过程中施加或撤去驱动电压观测了器件EL强度的变化,分析了在混合空穴注入层/发光层(mix-HIL/EML)界面处的电荷积累情况。实验证明,通过在PEDOT∶PSS中掺杂PSS-Na制备mix-HIL获得了蓝光TADF OLEDs器件性能的提升,这是一个获得高效率溶液法制备OLEDs的可行方法。     

BCP在多层有机电致发光器件中的作用

作为空穴阻挡材料,BCP通常被用在蓝光以及白光有机电致发光器件中,其空穴阻挡能力随着其厚度的增加而增强;另一方面,在电场作用下,空穴也能隧穿厚度较薄的BCP层。为了深入了解BCP在多层有机电致发光器件中的作用,文章研究了不同电压下BCP层厚度对器件ITO/NPB/BCP/Alq₃∶DCJTB/Alq₃/Al电致发光光谱的影响。实验发现,较薄的BCP层可以部分地阻挡空穴并能调节能量在不同发光层之间的传递,从而容易获得白光器件;但该种结构器件的电致发光光谱随着电压的变化变动较大。当BCP层足够厚时,器件的电致发光光谱也变得相对较稳定; 当BCP的厚度为15 nm以上时,空穴就很难再隧穿过去。文章还讨论了不同电压下多层器件的电致发光光谱发生变化的原因。     

驱动电压和主体材料对染料掺杂有机电致发光器件的影响

采用对比使用掺杂系统的有机电致发光器件(OLEDs)在不同偏置电压下电致发光(EL)光谱的方法,观察了主体材料8-hydroxyquinoline aluminum(Alq3)中掺杂红色荧光染料4-(Dicyanomethylene)-2-t-butyl-6-(1,1,7,7-tetramethyljulolidyl-9-enyl)-4Hpyran(DCJTB)发射光谱的变化,研究了偏置电压对掺杂系统中载流子复合区域的影响。另外,通过对比采用不同主体材料的掺杂系统的电致发光(EL)和光致发光(PL)光谱,讨论了主体材料Alq3和N,N′-diphenyl-N,N′-bis(1-naphthyl)(1,1′-biphenyl)-4,4′-diamine(NPB)不同的掺杂效果。结果表明,随着偏置电压的增大,使用掺杂系统的器件中载流子复合区域逐渐向空穴传输层(HTL)移动,作为主体材料应具有高的能量传递效率,且应对染料具有低的浓度猝灭效应。     

Fe(NH2trz)3·(BF4)2掺杂聚芴的有机电致发光器件

对于RGB有机电致发光器件(OLEDs),蓝光非常重要.在现有各种蓝光材料中,聚芴(PFO)非常稳定且荧光量子效率可达80%,但它有一个非常大的缺点:电致发光会产生异常绿光带.这严重影响了PFO相关器件的饱和色纯度.本文使用分子基磁性材料Fe(NH₂trz)₃·(BF₄)₂掺杂PFO方法,解决了这一难题.以ITO为衬底,制作了结构为ITO/PEDOT:PSS/PFO:Fe(NH₂trz)₃·(BF₄)₂/CsCl/Al的器件.报道了利用Fe(NH₂trz)₃·(BF₄)₂特殊的电子自旋态调制PFO的光电特性,实现了PFO的强烈纯正蓝光发射.详细研究了Fe(NH₂trz)₃·(BF₄)₂对PFO光电特性的影响.在4 V至9 V电压的偏置下,没有Fe(NH₂trz)₃·(BF₄)₂的器件,发出特别异常的绿光.然而,与此形成明显对照的是:Fe(NH₂trz)₃·(BF₄)₂掺杂的器件发出强烈的本征蓝光;PFO绿色发光带被成功压制;随着电压的变化,器件光谱的蓝光部分在整个EL谱所占比例没有改变.运用光电磁一体化测量技术,进一步研究了PFO掺杂Fe(NH₂trz)₃·(BF₄)₂器件的磁发光(MEL)和磁电导(MC)效应.发现PFO:Fe(NH₂trz)₃·(BF₄)₂和纯PFO薄膜内都没有激基缔合物产生.运用发光动力学理论,分析了Fe(NH₂trz)₃·(BF₄)₂阻断PFO异常绿光发射的机理.     

Synthesis and electroluminescent property of dinuclear aluminum 8-hydroxyquinoline complex

A new structural dinuclear aluminum 8-hydroxyquinoline complex (DAlq₃) with two aluminum chelate-center was designed and synthesized. It was assessed as light-emitting material in organic light-emitting device (OLED). The green light emission was observed in films and OLEDs. DAlq₃ has better electron mobility and also shows a higher electroluminescence (EL) efficiency than that of aluminum 8-hydroxyquinoline (Alq₃).     

A highly efficient white-light-emitting diode based on a two-component polyfluorene/quantum dot composite

Organic light-emitting diodes (OLEDs) are attracting great interest of the scientific community and industry because they can be grown on flexible substrates using relatively simple and inexpensive technologies (solution processes). However, a problem in the fabrication of white OLEDs is that it is difficult to achieve a balance between the intensities of individual emission components in the blue, green, and red spectral regions. In this work, we try to solve this problem by creating a two-component light-emitting diode based on modified polyfluorene (PF-BT), which efficiently emits in the blue–green region, and CdSe/ZnS/CdS/ZnS semiconductor quantum dots emitting in the orange–red region with a fluorescence quantum yield exceeding 90%. By changing the mass ratio of components in the active light-emitting composite within 40–50%, it is possible to transform the diode emission spectrum from cold to warm white light without loss of the diode efficiency. It is very likely that optimization of the morphology of multilayer light-emitting diodes will lead to further improvement of their characteristics.