一种具有稳定发射光谱的高效率白色有机电致发光器件

报道一种具有稳定发射光谱的新型白色有机电致发光器件. 选择DCJTB 作为红光染料将其掺入空穴传输材料NPB 中作为空穴传输层和第一发光层, 提供蓝光和红光; 选择AlQ 作为电子注入敏化剂, 将其掺入NPB 中作为第二发光层, 提供蓝光和绿光. DCJTB和AlQ 的掺杂浓度分别被优化为0.4%和1.4%, 第二发光层的厚度被优化为3 nm. 最终,得到了纯白色发射的有机电致发光器件; 该器件启亮电压仅3.1 V, 最大亮度高达32749 cd/m², 器件的最大电流效率为8.67 cd/A, 器件的最大功率效率为8.78 lm/W. 而且, 空穴型主体材料的选择导致该器件的色稳定性非常理想. 随着电流密度的提高, 该器件的色坐标始终稳定在(0.343, 0.342)到(0.328, 0.336)的范围内.     

氟化吡唑啉蓝色电致发光器件的制备

自从Tang等[1]首次报道了多层有机电致发光器件以来, 人们研究了大量的新型材料[2,3], 其中较吸引人的方法是将高量子产率的荧光染料掺杂于传输层中制备电致发光器件[4～9]. 三芳基吡唑啉化合物具有较高的荧光产率和蓝色发射特性. 这些化合物具有分子内电荷传输性能, 在激发状态下分子可发生扭曲形成电子给体-受体结构[10], 因此在EL器件制备过程中既可以作为载流子传输材料, 又可以作为发光材料来应用. 虽然吡唑啉类化合物在固态下具有空穴传输特性[11], 也有较高的荧光产率, 但它们的玻璃转化转变温度较低, 在制备EL器件时, 如单独作为传输层或发射层时, 该类材料易于结晶, 从而使得器件的性能快速衰减. 如果将它们分散于聚合物等主体中, 就会避免重结晶问题. 我们在三苯基吡唑啉中引入强吸电子基团CF3, 导致分子的刚性增强和荧光强度增加, 熔点升高. 将氟化三苯基吡唑啉(FTPP)作为发光中心制作了两类EL器件, 均获得蓝光发射. FTPP分子结构见图1.     

不同电子传输层的蓝光有机电致发光器件的性能研究

自从Tang等^[1]首次报道多层有机电致发光器件（OLED）以来,其在亮度和效率上有了质的飞跃,表明器件的结构对提高发光亮度和发光效率起着至关重要的作用,单层器件虽然具有制作简单的优点,但却存在明显缺点：（1）复合发光区靠近金属电极,该处缺陷很多,非辐射复合几率大,导致器件效率降低;（2）由于两种载流子注入不平衡,载流子的复合几率较低,因而影响器件的发光效率,要使发光层中具有高的载流子辐射复合效率,两种载流子的注入及传输能力应相当,否则传输快的一方就会直接穿过发光层到达对电极被猝灭,平衡电子和空穴的注入与传输可通过在电极和发光层之间加入载流子输运层或限制层制作多层器件的途径来实现,基于上述考虑,我们以PPCP为发光层（PPCP是一种荧光效率较高的蓝光材料^[2-4],对其进行深入研究尚未见有文献报道＿,设计了4种不同电子传输层（ETL)的三层 结构的OLED,为研究电子传输层对器件性能的影响,我们还制备了不含电子传输层的双层器件,结果表明,通过选择合适的ETL,OLED的发光亮度及发光效率会有很大程度的改善。     

基于多芳基取代吡啶衍生物的有机光电材料的设计、合成及性能研究

电子传输材料在有机电致发光器件中起着举足轻重的作用,然而相对于高效的发光材料和空穴传输材料的研究,高性能的电子传输材料报道较少.针对电子传输材料研究中存在的问题,本论文选定了具有较高电子迁移率的芳基吡啶衍生物作为主体结构,设计并合成了一系列具有空穴阻挡能力的电子传输材料和新型的具有电子传输性能的绿光发光材料,并开展了OLED器件研究.具体创新性结果如下.     

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)。     

中位四(1-苯基吡唑-4-基)卟啉掺杂空穴传输材料的红色有机电致发光器件(英文)

使用中位-四(1-苯基吡唑-4-基)卟啉(TPPyPH2)掺杂空穴传输材料N,N′-二苯基-N,N′-双(4-甲苯基)-1,1′-二苯基-4,4′-二胺(TPD)制备了红色有机电致发光器件.因为TPD的发射光谱与TPPyPH2的吸收光谱具有更大的光谱重叠,为了得到更为有效的从主体材料TPD向红光染料TPPyPH2的能量传递,我们使用TPD代替传统的8-羟基喹啉铝(Alq3)作为主体发光材料.器件在680nm处具有纯的红光发射峰;通过使用Alq3电子传输层以及使用Alq3共掺杂发光层的方法,使器件的发光性能得到了改善,结构为ITO/Alq3+TPPyPH2+TPD(50nm)/Alq3(30nm)/Al的器件的最大发光亮度为177cd/m2.     

基于双极性小分子的单层非掺杂红色荧光有机发光二极管(英文)

以双极性小分子4,9-二(4-(2,2-二苯乙烯基)苯基)萘并[2,3-c][1,2,5]噻二唑(BDPNTD)为发光层,制备得到了单层非掺杂红色荧光有机发光二极管.通过在阳极ITO与有机层BDPNTD之间插入1nm厚的WO3或MoO3薄膜,获得了单层有机发光二极管:起亮电压为2.4V,最大发光亮度为4950cd·m-2,发光波长为636nm,CIE坐标约为(0.65,0.35).这证明了作为修饰层的WO3或MoO3薄膜可以改进ITO/BDPNTD界面的空穴注入,进而在器件中实现空穴与电子的平衡.     

有机电致发光器件中载流子传输与复合的调控

在典型的多异质结器件ITO/NPB/CBP：Ir（ppy）3/Bphen/Alq3/LiF/Al的基础上,利用有机半导体掺杂技术,设计制备了单异质结-单发光层器件、单异质结-p-i-n结构器件、单异质结-双发光层器件及无异质结-混合主体结构器件,并对其光电性能进行了研究和比较.其中,单异质结-p-i-n结构器件的最大功率效率为32.1lm/W,是参考器件的3.1倍,寿命是参考器件的15倍.无异质结-混合主体结构器件的最大功率效率为37.2lm/W,是参考器件的3.5倍,其寿命是参考器件的46倍.研究结果表明,通过对载流子传输层和发光层的优化设计,构建电子、空穴传输平衡的载流子传输层和发光层,减少或取消异质结界面仍可以实现对载流子传输和复合的有效调控,从而使器件的发光效率和寿命同时得到提高.本研究将为高性能OLED的设计提供实验基础.     

含稀土铕络合物的三元共聚物的光电性质

合成了可平衡电荷(空穴与电子)传输的三功能合一的稀土铕发光材料,将几种稀土铕络合物单体与乙烯基咔唑、甲基丙烯酸甲酯共聚制得含咔唑和稀土铕络合物的空穴传输层发光层电子传输层(HTLEMLETL)三功能合一的聚合物,并研究它们的电化学及电致发光性能.电化学分析表明这类三元共聚物兼有氧化性和还原性,氧化电位及还原电位分别为0.75V和-1.8V左右,可见这类材料同时具有空穴传输和电子传输功能.从测定的电致发光谱看,AlQ3、TPD及咔唑基等发光单元在器件中没有共发光,而是起电荷传输作用,以这些材料制作的电致发光器件所发的红光纯度都比较高.     

含咔唑、噁二唑及8-羟基喹啉的金属络合物型发光材料

为了得到发光性能优良的有机薄膜发光器件,在有机发光材料化合物的分子结构及器件构筑方面,一个重要的途径是在发光化合物的分子设计或器件的组合中,要既具有空穴传输功能团,又具有电子注入功能团,并使两者的传输效率应尽量达到一个恰当的平衡[1].为此,我们设计并合成了分子中含有发光强度高、稳定性好、载流子传输效率高8-羟基喹啉铝金属配合物型发光单元,并分别与空穴传输功基咔唑环及电子注入基噁二唑环相联的两种化合物[2],对它们的光发射性能进行了初步研究.由它们构成多层结构的发光器件,是下一步的研究工作,合成路线如下: