基于PVK的高色纯度高稳定性有机电致红光器件

利用旋涂法和真空蒸镀法相结合的方法,根据能量空间传递的原理制备了PVK ∶ Ir(piq)₂(acac)体系的红色有机电致发光显示器件。器件的结构为ITO/CuPc/PVK ∶ Ir(piq)₂(acac)/BCP/Alq₃/LiF/Al。研究了不同主客体掺杂比对器件发光性能的影响,得到了高色纯度、单色性较好的红光器件。当Ir(piq)₂(acac)掺杂的质量比为1 ∶ 0.08时,器件的综合性能达到最佳,发光峰位于625 nm,CIE坐标为(x=0.66,y=0.33)。通过对各层厚度的合理选择,形成相对优化的微腔结构,充分利用其对光谱的窄化效应,使得器件的EL光谱的发射半峰全宽仅为55 nm,提高了器件的发光性能。器件光谱具有很好的单色性,色纯度达到98.2%。     

电场变化对有机磷光器件中激子形成影响的研究

激子形成区域随电场变化的移动会使得有机电致发光器件(OLEDs)的效率和色度发生改变,从而影响器件的性能。文章首先制备了两种OLED器件,器件1为ITO/PEDOT∶PSS/PVK∶Ir(ppy)₃∶DCJTB (100∶2∶1 wt)/BCP(10 nm)/Alq₃(15 nm)/Al,器件2为ITO/PEDOT∶PSS/PVK∶Ir(ppy)₃(100∶2 wt)/BCP(10 nm)/Alq₃(15 nm)/Al,研究了电场强度对单层多掺杂结构器件激子形成的影响。实验发现在多掺杂发光层中,随着电压的增加,Ir(ppy)₃,PVK和DCJTB的发光均增强,PVK和DCJTB发光增强更快。对其发光机制进行分析,认为较高电场下,载流子获得较高能量,更容易形成高能量激子,产生宽禁带材料PVK的发光;另一方面,从能级结构分析DCJTB的带隙较窄, 俘获更多的载流子发光更强。同时,在器件的电致发光(EL)光谱发现在460 nm处一新的发射峰, 发光随着电压的增大相对减弱。为了研究460 nm发光的来源,制备了器件：ITO/PEDOT∶PSS/PVK∶BCP∶Ir(ppy)₃(x∶y∶2 wt)/Alq₃(15 nm)/Al, 改变x, y的比值研究发现,460 nm处的发光依然存在,推测此发光峰应与PVK及BCP之间有关。     

一种新型结构的黄光有机电致发光器件

用有机荧光染料罗丹明B(Rhodamine B)作为掺杂剂, 采用双量子阱结构制备了一种新型的黄光有机电致发光器件,器件结构及各层厚度为：ITO/CuPc(6 nm)/NPB(20 nm)/Alq₃(3 nm)/Alq₃：Rhodamine B(3 nm)/Alq₃(3 nm)/Alq₃：Rhodamine B(3 nm)/Alq₃(30 nm)/Liq(5 nm)/Al(30 nm)。研究发现Rhodamine B的掺杂浓度对该器件的发光亮度和发光效率有较大影响。当Rhodamine B的掺杂浓度为1.5 wt％时, 得到了最大电流效率1.526 cd·A-1,最大发光亮度1 309 cd·m-2的黄光有机电致发光器件。由器件的电致光谱曲线,可以看到在发光层之间存在着Alq₃向RhB传递能量的过程。由于量子阱的斯托克斯效应与RhB染料分子间的自极化作用,随着掺杂浓度的增加,λ_max出现明显红移。     

采用瞬态电致发光研究磷光掺杂体系发光瞬时过冲的发射机理

掺杂型有机电致发光器件中载流子累积、载流子复合等物理过程的深入了解对提高器件效率和稳定性有重要作用。通过瞬态电致发光测量可以研究掺杂型有机电致发光器件内部载流子累积。对结构为: ITO/NPB(30 nm)/host: Ir(ppy)₃/BCP(10 nm)/Alq₃(20 nm)/LiF(0.7 nm)/Al(100 nm)的器件分别研究主体材料以及客体掺杂浓度变化对有机掺杂型器件瞬态发光行为的影响。实验发现,当单脉冲驱动电压关闭后,只有TAZ: Ir(ppy)₃掺杂器件出现发光瞬时过冲现象,即发光强度衰减到一定时间时突然增强;且随着客体掺杂浓度的增加,瞬时过冲强度逐渐增强。通过分析TAZ: Ir(ppy)₃掺杂器件的瞬时过冲强度对主体材料与掺杂浓度的依赖关系,进一步发现,瞬时过冲效应强度主要受限于发光层内部积累的电子载流子;TAZ: Ir(ppy)₃发光层内电子容易被客体材料分子俘获并积累,电场突变时陷阱电子容易跳跃到主体材料上并与主体材料上积累的空穴形成激子,激子能量传递到客体材料上并复合发光继而出现发光强度的瞬时过冲现象。研究发光瞬时过冲行为可探究器件发光层内的载流子和激子的动态行为,有利于指导器件的设计,从而减少积累电荷的影响,提高器件的性能。     

微腔有机电致发光白光器件设计及制作

用一种宽谱带材料Alq₃作为发光层,设计并制作白色有机微腔电致发光器件。器件结构:Glass/DBR/ITO(194 nm)/NPB(93 nm) /Alq₃(49 nm)/MgAg(150 nm),得到了位于蓝(488 nm)和红(612 nm)光区域的两个腔发射模式,并通过颜色匹配获得了白光。器件的最大电致发光亮度16 435 cd/m²,最大效率11.1 cd/A,典型亮度值100 cd/m²时的发光效率、电压、电流密度分别是9 cd/A,6 V和1.2 mA/cm²,CIE 色坐标为(0.32, 0.34)。在不同的驱动电压下,器件的发光颜色稳定,说明了微腔是一种制作白光OLED的有效结构。     

微腔有机电致发光器件的角度依赖性

设计并制作了两个器件,一个是微腔有机电致发光器件(MOLED):G/DBR/ITO/NPB(46 nm)/DPVBi(20 nm)/Alq₃(56 nm)/LiF(1 nm)/Al(150 nm);一个是无腔器件(OLED):G/ITO/NPB(46 nm)/DPVBi(20 nm)/Alq₃(56 nm)/LiF(1 nm)/Al(150 nm)。测试并分析了器件性能。OLED在电流密度30 mA/cm²时的电致发光(EL)光谱随观测角度由0°~70°都是一宽谱带,是发光层DPVBi的特征发光谱,峰值都在452 nm处,半峰全宽均为70 nm,色坐标均为(x=0.18,y=0.19),无腔器件没有角度依赖性。相同电流密度下,微腔器件的EL谱随观测角度由0°~70°,发光峰值蓝移,由472 nm逐渐移至428 nm;峰值相对强度渐弱,由0.32变至0.02;半峰全宽由14 nm增加至120 nm;色坐标由(x=0.14,y=0.10)变至(x=0.19,y=0.25),颜色由紫蓝变成蓝白到接近白色。微腔器件具有明显的角度依赖性。     

以BAlq为主体的高效高色纯度的红色有机电致磷光器件

以铱配合物红色磷光体Ir(piq)₂(acac)为掺杂剂,制备了基于BAlq材料的红色电致磷光器件,其结构为ITO/NPB(30nm)/Ir(piq)₂(acac):BAlq(25nm)/BCP(13nm)/Alq₃(35nm)/LiF(1nm)/Al(1000nm),当掺杂浓度为8%的时候,器件发光的色坐标为(x=0.67,y=0.32),基本满足了全色显示对红色发光的要求。在电压为16V时,器件达到最高亮度9380cd/m²。在电流密度为5.45mA/cm²时,外量子效率达到最大5.7%。由于磷光体Ir(piq)₂(acac)的磷光寿命较短,所以器件在高电流密度下,仍然保持较高的外量子效率。电流密度为100mA/cm²时,外量子效率仍然维持在4.7%。进一步研究表明在器件中短程的Dexter能量传递以及红光染料对空穴的直接捕获两种机制同时存在。     

利用级联式能量传递的有机电致发光器件

为了提高掺杂型有机电致发光器件(OLED)中主体发光材料与客体荧光染料间能量传递的效率,2-对联苯-8-羟基喹啉锌(Zn ₂)作为NPB : DCJTB掺杂体系的能量助传递剂,制备了结构如:ITO/NPB/NPB : DCJTB/Zn ₂/BCP/Al的有机电致发光器件。助传递剂Zn ₂的加入,能够两次利用Frster能量转移,实现NPB向DCJTB级联式的能量传递过程,提高低浓度时掺杂染料DCJTB红光发射的纯度;此外,还探讨了三者间能量传递的有效距离,即当助传递剂与掺杂体系的距离在小于10 nm的范围内,其参与能量传递的效率随着距离的增加而逐渐下降。     

具有双分子结构的 锌的单晶结构和光学性能

合成了一种具有双分子结构的 锌 。通过X射线单 晶衍射的方法确定了它的分子结构。单晶数据如下:空间群为三斜,P-1晶系,a=0.971 9(2) nm,b=1.124 8(2) nm, c=1.190 2(2) nm; α=73.099(3)°, β=81.498(3)°, γ=76.476(3)°。两个分子间存在有π-π相互作用。Zn(5-MeBTZ)₂具有良好的热稳定性,熔点为319 ℃。以Zn(5-MeBTZ)₂为发光层,NPB为空穴传输层材料的双层结构器件 的电致发光光谱有较大的半峰全宽,几乎覆盖整个可见光区域。这种宽的EL谱是由于在NPB和Zn(5-MeBTZ)₂界面的激基复合物产生的。优化的OLED器件结构和性能将在以后的论文中介绍。     

新型双色有机电致磷光器件

所研究的有机电致磷光发光器件(OLED)选用了一种新型金属铱的化合物Ir(C6)₂(acac),这种金属化合物由配位体香豆素C6和乙酰丙酮(acac)与金属铱化合形成。Ir(C6)₂(acac)可同时作为电子传输材料和发光掺杂剂。比较香豆素C6和Ir(C6)₂(acac)固体材料的光致发光谱,可见Ir(C6)₂(acac)明显抑制了有机电致发光材料分子与分子之间的发光猝灭效应。采用ITO/TPD(N,N′-diphenyl-N,N′-bis(3-methyl-phenyl)-1,1′biphenyl-4,4′diamine)/Ir(C6)₂(acac)/BAlq(bis(2-methyl-8-quinolinolato-N₁,O₈)-(1,1′-biphenyl-4-olato)aluminum)/Alq₃aluminum/Liq(8-hydroxyquinolinelithium)/Al结构,可得到CIE(Commission Interationaled′Eclairage)值为x=0.43;y=0.40的橙红色发光器件,最高亮度可达3390cd/m₂,最大电流效率为1.3cd/A。采用同样的器件结构以Ir(C6)₂(acac)掺杂Alq₃主体得到绿色发光器件,发光色的CIE坐标值为x=0.29;y=0.58,最高亮度可达8832cd/m₂,最大电流效率为5.6cd/A。器件的发光机理研究表明Ir(C6)₂(acac)的非掺杂器件发光以Ir(C6)₂(acac)的三线态磷光为主,器件发光为橙色;在Alq₃中的单掺杂器件以Alq₃和Ir(C6)₂(acac)的荧光为主,同时有小比例Ir(C6)₂(acac)的三线态磷光成分存在,器件总体发光为绿色。     

荧光染料掺杂的高效率、高亮度白色有机电致发光器件

制备了结构为 ITO/NPB（30 nm）/Rubrene（0.2 nm）/CBP：Bczvbi（8 nm,x%）/Bphen（30 nm）/Cs₂CO₃：Ag₂O（2 nm,20%）/Al（100 nm）的器件。研究了Bczvbi掺杂浓度（x=5,10,15）对白光器件性能的影响。综合利用发光层中主客体之间的能量转移和空穴阻挡层的空穴阻挡特性,得到了高效率、高亮度的白色有机电致发光器件。当Bczvbi的掺杂质量分数为10%时,器件的效率和亮度都为最大。驱动电压为7 V时,最大电流效率为4.61 cd/A;驱动电压为9 V时,最大亮度为21 240 cd/m²。当驱动电压从4 V增加到9 V时,色坐标从（0.36,0.38）变化为（0.27,0.29）,均处于白光区域。     

新型高色纯度弱电流猝灭性蓝色有机发光器件

以ADN为基质,分别以不同掺杂剂制备了四种蓝色有机发光器件,器件结构为:CuPc(12 nm)/NPB(40 nm)/AND∶Dopant(50 nm)/Alq(12 nm)/LiF(4 nm)/Al。掺杂剂有:BCzVB(amino-substituted distyrylarylenederivatives)、TBPe、BCzVBi和DSA-ph四种。研究了最佳掺杂浓度以及器件的亮度、电流密度、效率和色坐标等电学特性和光学特性。其中掺杂BCzVB制备了色纯度高、低电流猝灭性的蓝色有机发光器件,色坐标达到x=0.146,y=0.162,最大亮度为11600 cd/m2(15 V),电流效率为2.8 cd/A,流明效率为1.79 lm/W;以ADN为基质,分别以TBPe、BCzVBi和DSA-ph为掺杂剂,制备了另外三种对比器件。器件ADN∶TBPe色坐标为x=0.162,y=0.222(蓝绿光),效率随电流的增加而降低很快;器件ADN∶BczVBi有较好的色纯度(色坐标:x=0.164,y=0.146),但电流效率较低:2.03 cd/A,效率随电流的增加降低幅度也较快。器件ADN∶DSA-ph效率较高为8 cd/A,效率随电流增加变化幅度不大,但色纯度比较差(x=0.153,y=0.306),适合于做白色有机发光器件。     

间隔层对红绿磷光有机电致发光器件发光性能的影响

制备了结构为ITO/MoO₃(40 nm)/NPB(40 nm)/TCTA(10 nm)/CBP∶GIr1(14%)∶R-4B(2%)(20 nm) /间隔层(3 nm)/ CBP∶GIr1(14%)∶R-4B(2%)(10 nm)/BCP(10 nm)/Alq₃(40 nm)/LiF(1 nm)/Al(100 nm) 的有机电致发光器件,间隔层分别为CBP,TCTA,TPBI和BCP,GIr1和R-4B分别为绿红磷光材料。通过加入不同间隔层来调控载流子和激子在发光层内的分布并研究了其对器件发光性能的影响。研究表明TCTA,TPBI和BCP分别作为间隔层的器件较CBP为间隔层的参考器件,电压为6 V时,电流效率分别高出59%,79%和93%,以BCP为间隔层的器件效率最高达到22.58 cd·A-1;TPBI和BCP为间隔层相对于以TCTA为间隔层的器件,在较高的电流密度下,效率滚降更小。分析原因TCTA间隔层较高的LUMO能级和三线态能量将电子和激子限制在较窄的复合区域,提高了载流子相遇形成激子的概率,在较高电流密度下猝灭也更严重;TPBI和BCP由于具有较高的HOMO能级和电子传输能力,拓宽了激子的复合区域。间隔层引起电子或空穴的累积,形成较高的空间电场,有利于发光层相应载流子的注入与传输。由于发光层掺杂方式为红绿共掺,器件均获得了较好的色坐标稳定性。     

中间层对白色全磷光有机电致发光器件性能的影响

制备了基于蓝色磷光材料bis[3,5-difluoro-2-（2-pridyl）phenyl-（2-earboxypyribyl）iridumⅢ]（FIrpic）、红色磷光材料bis（2-methyldibenzo [f,h]quinoxaline）（acetylacetonate）iridium（Ⅲ）（Ir（MDQ）₂acac）的双波段白光有机电致发光器件。蓝色磷光材料FIrpic被掺杂在一种宽带隙的主体材料1,3-bis（triphenylsilyl）benzene（UGH3）之中,红色磷光材料Ir（MDQ）₂acac被掺杂在主体材料4,4',4"-tris（carbazol-9-yl）triphenylamine（TCTA）之中,并在两发光层之间加入一种宽带隙的空穴传输材料1,3-bis（carbazol-9-yl）benzene（mCP）作为中间层。制备的器件结构为ITO/NPB（40 nm）/TCTA：Ir（MDQ）₂acac 7%（10 nm）/mCP（x nm）/UGH3：Firpic 8%（30 nm）/BPhen（30 nm）/LIF（0.8 nm）/AL（200 nm）。实验结果表明,中间层的加入促进了发光层中电子和空穴的平衡并抑制了发光层之间的能量转移。加入适当厚度的中间层之后,器件的性能得到了明显的提升,相比于无中间层器件,最高电流效率由3.4 cd/A提高到13.2 cd/A。     

依发光层顺序和厚度调节的多发光层白色有机发光器件

多层结构器件中发光层顺序及厚度对光谱影响很大。文章以RBG(红蓝绿)为基色,制备了具有不同发光层组合次序及厚度的系列白色有机电致发光器件。器件结构为ITO/CuPc(12 nm)/NPB(50 nm)/EML/LiF(1 nm)/Al(100 nm)。使用的蓝色发光材料为2-t-butyl-9,10-di-(2-naphthyl)anthracene (TBADN),掺杂剂为p-bis(p-N, N-diphenyl-amono- styryl)benzene(DSA-Ph),绿色发光材料为tris-[8-hydroxyquinoline]aluminum(Alq₃),掺杂剂为C545,红色发光材料为tris-[8-hydroxyquinoline]aluminum(Alq₃),掺杂剂为4-(dicyanomethylene)-2-t-butyl-6-(1,1,7,7-tetramethyljulolidyl-9-enyl)-4H-pyran(DCJTB)。通过调节各发光层的顺序和厚度,在200 mA·cm-2时,得到了电流效率为5.60 cd·A-1,色坐标为(0.34, 0.34)的性能稳定的白光器件。当电流密度为400 mA·cm-2时,最大亮度达到了20 700 cd·m-2。根据激子产生及扩散理论对实验结果进行了分析,建立了发光光谱与各发光层的发光效率、各层厚度及激子扩散层长度之间的关系方程, 并以其计算了具有不同红层厚度的RBG结构的光谱的红蓝强度比。计算结果表明实验结果与理论相符。     

Novel Field Emission Organic Light Emitting Diodes with Dynode

This work presents novel field emission organic light emitting diodes(FEOLEDs) with dynode,in which an organic EL light-emitting layer is used instead of an inorganic phosphor thin film in the field emission display(FED).The proposed FEOLEDs introduce field emission electrons into organic light emitting diodes(OLEDs),which exhibit a higher luminous efficiency than conventional OLED.The field emission electrons emitted from the carbon nanotubes(CNTs) cathode and to be amplified by impact the dynode in vacuum.These field emission electrons are injected into the multi-layer organic materials of OLED to increase the electron density.Additionally,the proposed FEOLED increase the luminance of OLED from 10 820 cd/m2 to 24 782 cd/m2 by raising the current density of OLED from an external electron source.The role of FEOLED is to add the quantity of electrons-holes pairs in OLED,which increase the exciton and further increase the luminous efficiency of OLED.Under the same operating current density,the FEOLED exhibits a higher luminous efficiency than that of OLED.     

纯化9,10-二萘蒽对OLED器件光电性能的影响

合成了高稳定性蓝光主体材料9,10-二萘蒽(ADN),研究材料纯化对合成材料光电性能的影响。为进一步分析材料经升华提纯对有机电致发光器件性能的影响,以提纯前后ADN为发光层,以NPB为空穴传输层,分别制作双层器件Ⅰ(提纯前)和器件Ⅱ(提纯后),器件结构为ITO(100nm)/NPB(40nm)/ADN(30nm)/Alq₃(20nm)/LiF(1nm)/Al(100nm),结果表明提纯后材料PL(Photolum inescence)光谱蓝移了2nm,半峰全宽54.2nm,与提纯前一致;杂质影响载流子注入效率和迁移率,对器件光电性能有显著影响,纯化前后器件最大电流效率由1.5cd/A上升至2.5cd/A;器件Ⅱ色纯度有较大提高,CIE色坐标由器件Ⅰ(0.15,0.10)移至(0.15,0.06)。实验结果表明材料提纯是优化器件性能的有效手段之一。     

高效率的蓝色磷光有机电致发光器件

制备了基于双母体结构的高效率蓝色磷光有机电致发光器件。通过与采用单母体结构和双发光层结构的器件性能进行对比,发现双母体结构的应用对蓝光器件的性能起到了明显的提升作用。双母体蓝光器件的最大效率为14.9 cd/A(13.3 lm/W),最大亮度达到10 440 cd/m~2,其开启电压仅为2.7 V。蓝光器件同时展示出低的效率滚降特性,在100~5 000 cd/m~2范围内,器件的效率滚降仅为35.3%。在3~8 V的电压变化内,器件的色坐标一直位于蓝光区域。     

An organic light-emitting device with ultrathin quantum-well structure as light emitting layer

Both phosphorescent materials and devices, which emit red and green light, already have great performance and breakthrough. The biggest challenge and bottleneck is the blue phosphorescent device, if we want to popularize phosphorescent organic light-emitting device (OLED) in the full-color panel. This paper brings a new quantum-well structure in light-emitting layer. We select the commonly used phosphor materials, N,N′-dicarbazoly-2,5-benzene (mCP) and bis(3,5-difluoro-2-(2-pyridyl)phenyl-(2-carboxypyridyl)iridium(III) (FIrpic). The structure of the device is indium-tin oxide (ITO)/N,N′-bis(naphthalene-1-y1)-N,N′-bis(phenyl)-benzidine (NPB)/di-[4-(N,N-ditolyl-amino)-phenyl]cyclohexane (TAPC)/mCP/FIrpic/mCP/4,7-dipheny1-1,10-phenanthroline (Bphen)/Mg:Ag. The blue OLED of good performance is achieved by adjusting the thickness of FIrpic. When the thickness of FIrpic is 0.2 nm and the Current density is 34.86 mA/cm², the results show that the luminance of the device is 1000 cd/m², then the luminous power efficiency of the device is 6.01 lm/W. Meanwhile, the light emitting mechanism of ultrathin quantum-well structure is well studied, the quantum confinement effect and the role of quantum well structure as the light-emitting layer in the blue phosphorescent devices are mainly analyzed.