聚合物磷光材料的研究进展北大核心CSCD

金属配合物磷光材料因为其能同时利用单线态激子和三线态激子,引起了人们广泛关注。聚合物磷光材料(polymer phosphorescent materials,PPMs)同时具备小分子金属配合物的良好发光特性和高分子的优异物理性能,如容易挠曲、可溶液加工和良好的成膜性。本文综述了近年来聚合物磷光材料的研究进展,总结了聚合物磷光材料的合成方法及其在有机电致发光器件(OLED)方面的应用。最后从电磷光发光聚合物的分子结构设计出发,在电磷光发光聚合物领域业已取得进展的基础上,分析了电磷光发光聚合物在电致发光领域应用中存在的一些问题,并展望了电磷光聚合物今后的发展方向。     

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.     

蓝色有机电致磷光主体材料

有机电致发光(OLEDs)因其具有驱动电压低、主动发光、亮度高、视角宽、响应快、耐冲击与震动等特点,在平板显示与照明领域有着广阔的应用前景。磷光有机电致发光二极管(PhOLEDs)由于能够同时利用三重态和单重态激子,内量子效率从理论上可达到100%,从而克服了传统荧光OLEDs只利用单重态激子时效率25%的限制,在过去的几十年里受到业内人士的极大关注。但要实现三重态磷光,通常需要将重金属原子与主体材料进行掺杂,而重金属配合物的磷光寿命相对较长,容易引起浓度猝灭和三重态-三重态湮灭,所以需要找到合适的主体材料与重金属的磷光发射体进行掺杂来减少上述因素的影响从而得到高性能的电致磷光器件。本文综述了近年来国内外蓝色有机电致磷光主体材料的研究状况,并对空穴传输型、电子传输型和双极传输型的蓝色磷光主体材料按照官能团的不同进行了分类总结和评述,并对其光物理性质、热学性质、电化学性质及器件性能等作了详细归纳比较,最后展望了蓝色有机电致磷光主体材料的前景和发展趋势。     

聚合物发光材料

描述了聚合物的发光原理及发光器件构造,详细地介绍了聚合物发光二极管的发展历史及最新动态,着重于颜色的调谐、发光效率的提高等方面。     

蓝色磷光材料Flrpic的发光特性

研究了掺杂浓度及热退火对磷光材料双(4,6-二氟苯基吡啶-N,C2’)吡啶甲酰合铱(Flrpic)发光性能的影响.不同掺杂浓度的薄膜及有机电致发光器件(OELDs)的发光颜色部随Flrpic浓度的增大由蓝色逐渐变化到黄绿色.纯Flrpic薄膜的吸收光谱和光致发光(PL)光谱在440-480 nm范围内有明显的光谱重叠,476 nm处的发光强度随Flrpic掺杂浓度增大而降低主要是由自吸收效应引起的.测量了不同激发密度下的光致发光光谱和不同掺杂浓度下的电致发光(EL)光谱,发现530 nm处的发光强度随激发强度或掺杂浓度的增大而增强,证实了530 nm处的发光是来源于Flrpic分子间的激基缔合物发光.通过比较热退火前后薄膜微观形貌及电致发光器件光谱的变化,进一步证实了热退火促进Flrpic分子聚集,增强了Flrpic分子间的辐射跃迁发光.通过调控Flrpic掺杂浓度和优化器件结构,并对器件进行热退火处理得到一系列发光颜色从蓝色逐渐变化到黄绿色的有机电致发光器件.     

聚合物发光电化学池

聚合物发光电化学池(polymer light-emitting electrochemical cell,PLEC)作为一种新型的聚合物发光二极管(polymer light-emitting diodes,PLED),它的本质特征是在PLED活性层掺杂电解质以提高活性层载流子传输能力,由于其具有对电极金属功函数不敏感和量子效率高等诸多优点而受到广泛关注。本文从活性层配方的改良、电极金属及基板的表面处理、相容性的改善、固定p-n结的实现和引入热处理手段等方面综述了近几年PLEC的研究进展,分析了当前PLEC在电致发光领域面临的问题,并对PLEC的前景进行了展望。     

蓝色磷光材料FIrpic的发光特性

研究了掺杂浓度及热退火对磷光材料双(4,6-二氟苯基吡啶-N,C2?)吡啶甲酰合铱(FIrpic)发光性能的影响.不同掺杂浓度的薄膜及有机电致发光器件(OELDs)的发光颜色都随FIrpic浓度的增大由蓝色逐渐变化到黄绿色.纯FIrpic薄膜的吸收光谱和光致发光(PL)光谱在440-480nm范围内有明显的光谱重叠,476nm处的发光强度随FIrpic掺杂浓度增大而降低主要是由自吸收效应引起的.测量了不同激发密度下的光致发光光谱和不同掺杂浓度下的电致发光(EL)光谱,发现530nm处的发光强度随激发强度或掺杂浓度的增大而增强,证实了530nm处的发光是来源于FIrpic分子间的激基缔合物发光.通过比较热退火前后薄膜微观形貌及电致发光器件光谱的变化,进一步证实了热退火促进FIrpic分子聚集,增强了FIrpic分子间的辐射跃迁发光.通过调控FIrpic掺杂浓度和优化器件结构,并对器件进行热退火处理得到一系列发光颜色从蓝色逐渐变化到黄绿色的有机电致发光器件.     

金属有机电致磷光材料研究进展

综述了近几年来用于有机发光二极管中的金属有机电致磷光材料的研究进展, 重点评述了重金属铱配合物、稀土元素配合物和含金属配合物的聚合物磷光材料近年来的研究进展, 展望了金属有机配合物电致磷光材料的发展前景.     

基于不同辅助配体螯合电磷光聚合物的合成与性能研究

通过A-A, B-B型的Suzuki缩聚反应将三个具有不同辅助配体的2-(2'-苯并[b]噻吩)吡啶(btp)双环铱金属配合物引入芴和咔唑交替共聚物(PFCz)的主链上, 合成一系列最大发光波长在660 nm的红光螯合电磷光聚合物, 并研究了它们的电致发光性能. 实验证明了在这类电磷光聚合物中配合物单元辅助配体合理的分子设计, 可以提高配合物单体的溶解度, 提高聚合物的分子量和发光性能. 通过优化器件结构, 聚合物PFBtpIrf5单层器件(ITO/PEDOT:PSS/polymer＋PBD(30 wt%)/Ba/Al)的性能最好: 在电流密度为14.3 mA/cm²时, 最大外量子效率为1.93%.     

新型铱配合物的合成及电致发光性质研究

合成了一种新型橙红色磷光材料铱的配合物(npp)₂Ir(acac)(npp=2-(1-萘基)-4-苯基吡啶，acac=乙酰丙酮)，通过 ¹H NMR、MS、元素分析对其结构进行了表征。以铱配合物(npp)₂Ir(acac)作为发光体，制备了结构为ITO/Ir(5%)：PVK(60 nm)/F-TBB(15 nm)/Alq₃(15 nm)/LiF(1 nm)/Al(150 nm)的电致发光器件，研究了其电致发光性质。结果表明器件的最大发射波长在599 nm，最大发光亮度为3 841 cd·m^-2，最大电流效率达3.9 cd·A^-1。     

含胺烷基侧链的共轭磷光聚芴的合成、表征及其光电性能研究

通过Suzuki聚合反应合成了一种新型的含磷光单元的主链型聚芴类聚合物, 对其进行了表征分析, 并且研究了其在薄膜状态下的光学性质. 在以这种聚合物作为电致发光器件的发光层时, 用高功函数金属铝(Al)作为器件阴极时可以获得和用低功函数金属钡(Ba)作为阴极时相当的器件性能.     

Triplet Excitation Scavenging in Films of Conjugated Polymers

Nonvertical triplet energy transfer in solid conjugated polymer films is demonstrated for the first time using 1,3,5,7‐cyclooctatetraene, a compound that can efficiently quench the phosphorescence of polyfluorene without affecting its fluorescence (see spectra). The results suggest that nonvertical triplet scavengers might be promising candidates for controlling the triplet concentration in fluorescent high‐brightness organic devices.

     

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.     

新型红光电磷光芴-alt-咔唑共聚物的合成与发光性能

通过Suzuki聚合反应合成了一系列以芴-alt-咔唑为主链, 铱配合物为侧链的深红色电磷光共轭聚合物. 发光器件结构为ITO/PEDOT∶PSS/PVK/Copolymer/Ba/Al, 基于共聚物PFCzIrNiq-1的器件在电流密度为9.4 mA/cm2时, 最大外量子效率为0.23%, 最大发射波长为680 nm.     

Metallacycle Transfer and its Link to Light‐Emitting Materials and Conjugated Polymers

Major advances in optoelectronic technologies (e. g., solar cells, organic light‐emitting diodes, etc…) are prefaced by the discovery of new synthetic methodologies. In this review, the key role of the Fagan‐Nugent reaction in enabling our team (and others) to gain access to new building blocks for luminescent materials and conjugated polymers bearing p‐block elements will be described. The Fagan‐Nugent reaction is extremely powerful as a synthetic tool since the efficient zirconium‐element atom exchange involved affords a wide range of unsaturated inorganic heterocycles of controllable composition and function.     

Amorphous Pure Organic Polymers for Heavy‐Atom‐Free Efficient Room‐Temperature Phosphorescence Emission

Pure organic, heavy‐atom‐free room‐temperature phosphorescence (RTP) materials have attracted much attention and have potential applications in photoelectric and biochemical material fields owing to their rich excited state properties. They offer long luminescent lifetime, diversified design, and facile preparation. However, recent achievements of efficient phosphorescence under ambient conditions mainly focus on ordered crystal lattices or embedding into rigid matrices, which require strict growth conditions and have poor reproducibility. Herein, we developed a concise approach to give RTP with a decent quantum yield and ultralong phosphorescence lifetime in the amorphous state by radical binary copolymerization of acrylamide and different phosphors with oxygen‐containing functional groups. The cross‐linked hydrogen‐bonding networks between the polymeric chains immobilize phosphors to suppress non‐radiative transitions and provide a microenvironment to shield quenchers.     

新型电磷光咔唑-co-吡啶共聚物的合成与发光性能

用Suzuki缩聚反应制备了一系列新型咔唑-吡啶共轭主链上含有金属铱配合物单元的共聚物. 共聚物发光器件结构为ITO/PEDOT:PSS/polymer＋PBD (w＝30%)/CsF/Al [氧化铟锡/苯磺酸掺杂聚乙烯基二氧噻吩/聚合物＋2,4-二苯-5-4-叔丁基苯-1,3,4-恶二唑(w＝30%)/氟化铯/铝]. 基于共聚物PCzPyIrMppy2的器件在电流密度为20.8 mA/cm2时, 最大外量子效率和流明效率分别达到4.1%和6.1 cd/A. 在电流密度200 mA/cm2时, 器件的最大外量子效率和流明效率仍分别达到3.2%和4.8 cd/A, 器件的发光的最大波长位于570 nm, 最大亮度达到13251 cd/m2. 研究结果表明, 在共轭聚合物主链上引入螯合金属铱配合单元是实现高效、稳定的电致磷光器件的有效方法之一.     

有机/聚合物顶发射发光器件

有机/聚合物顶发射发光器件可以解决传统底发射发光器件的一系列不足。高性能顶发射发光器件的实现,首先必须优化器件结构,其次对电子注入材料和空穴注入材料提出更高的要求。本文从提高顶发射器件中电子注入和空穴注入方法入手,综述了国内外有机/聚合物顶发射电致发光器件的发展历史,研究现状,最新进展及以后的发展方向。