有机电致发光器件的结构、发光机理及表面工程

简要介绍有机电致发光器件(OLED)的结构、发光机理、表面工程及检测、有机-无机电致发光材料的复合及制备技术。     

含硼有机发光二极管材料与器件

硼元素因其独特的价层电子结构——价电子数少于价轨道数,而拥有一个空的p轨道,其三配位化合物既可以和邻近的π体系产生有效共轭,又可以容易地与路易斯碱发生络合,形成四配位化合物。将硼元素引入传统的光电功能分子当中,往往能给整个体系带来独特的光电性质,这已成为新型有机光电功能分子设计的重要思路。本文围绕硼元素的三配位化合物和四配位化合物,从分子设计理念、化合物光电性质、相关器件的结构与效率等方面对含硼有机光电功能分子及其器件的研究进展进行综述,并对其未来发展做出展望。     

有机发光材料的电化学稳定性及其对器件稳定性的影响

有机发光器件（OLED）在平板显示和固体照明领域有着广阔的应用前景.过去的二十多年来,OLED的效率得到了大幅提升,但是器件的稳定性仍有待提高.在OLED器件中,通常认为载流子的传输涉及分子反复的氧化还原.因此,OLED材料的电化学性质是影响器件稳定性的重要因素.本文总结了近年来有关OLED材料电化学性质的研究进展,并重点探讨了材料的电化学稳定性与器件稳定性之间的关系.总结发现：（1）单极性材料的电化学不稳定性是导致器件衰减的本质原因之一;（2）双极性材料高度的电化学稳定性有助于提高器件的稳定性,但并不一定保证器件具有高稳定性;（3）有关材料分子结构的稳定性对器件稳定性的影响以及器件的本征衰变机制还有待深入研究.相信,对OLED发光材料稳定性和器件衰变机制的深入研究将有助于提高其他有机光电材料和器件的稳定性,从而推动有机电子学和相关产业的发展.     

基于有机薄膜的太阳能电池材料与器件研究进展

近年来,有机薄膜太阳能电池的研究得到突飞猛进的发展,其功率转换效率从很困难达到3％,普遍地提高到3％～5％,且根据模拟预测有希望达到10％．显然,这是新材料和新器件结构的涌出以及器件机理研究深入的共同结果．本文介绍有机薄膜太阳能电池的的结构及工作原理,讨论材料结构与器件性能的关系,综述近年来材料与器件结构等方面的进展．     

有机半导体材料与器件研究领域的若干科学问题

有机电子学基础理论的研究和有机电子产业的开发是目前国际上备受关注的热点。2000年的诺贝尔化学奖授予了黑格尔、麦克德尔米德、白川英树等人,奖励他们在导电聚合物和有机电子学方面的重大贡献。2000年,美国的Sciense杂志将有机电子学取得的进展列为当年10大科技成果之一。有     

面向神经形态显示的有机电子材料与器件

数字化时代,高度信息化已成为日常生活的常态.显示技术在人机交互中扮演着至关重要的角色.然而,传统的智能显示技术逐渐难以适应日益复杂的人机交互环境.在这一背景下,神经形态技术作为一种新兴的前沿技术,弥补了现有显示技术的不足之处.通过将神经形态技术与传统显示技术有机结合,可以充分发挥其在传感、驱动和显示方面的巨大优势.有机电子器件具有低制备成本、材料多样性等优势,能赋予基于其构建的神经形态器件丰富的功能性.因此,神经形态显示有望成为有机电子学未来在显示技术发展的重要方向之一,可以为日益复杂的人机交互环境提供更出色的解决方案.本综述全面总结了有机神经形态技术在显示技术中的最新进展,归纳了其在神经形态显示中的3个重要发展方向,并探讨了其最先进的设计和未来可能的发展.     

有机光伏材料与器件研究的新进展

近几年有机光伏电池应用研究发展迅猛。本文综述了有机光伏薄膜电池在材料(包括有机小分子材料与聚合物材料)、器件构造方面的最新进展，分析了有机聚合物光伏电池目前效率低的主要原因，并探讨了该领域进一步研究的方向和前景。     

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。     

p型结构的高效有机白光器件

制备了一种高效的p型结构的红光有机发光器件.对比发现这种p型结构的器件在亮度、电流密度以及效率等方面都优于普通的器件.将这种p型结构应用到白光器件上,使用红、绿、蓝三种发光材料作为发光层,通过调节它们各自的发射强度来实现白光发射.优化条件后,制得白光器件的最大电流效率和功率效率分别为19.3cd.A-1和12.1lm.W-1,最大亮度可达到31770cd.m-2,在5到11V驱动电压范围内为较纯正的白光,器件的可重复性好.     

金属纳米粒子增强有机光电器件性能研究进展

金属纳米粒子以其特殊的体积效应、量子尺寸效应、表面效应和宏观量子隧道效应提供了诸多优异的光学和电学性能.实验表明,利用金属纳米粒子的光学和电学效应可以有效提升有机光电器件的综合性能.目前在有机发光二极管器件中流明效率最好的增强效果为150%,在有机光伏器件中功率转换效率最好的增强效果为70%,特别是在一些高效有机光电器件中的成功应用,虽然增强的比例相对较低,但是器件效率基数大,最终得到的器件性能相当优异.这些性能提升的主要机理包括表面增强荧光、等离激元光捕获、能量转移、电学效应、散射效应等.本文以金属纳米粒子的表面等离子体共振效应和电学效应为主线,按照不同纳米粒子及器件中的修饰位置进行分类,系统总结了金属纳米粒子提高有机发光二极管器件和有机光伏器件性能方面的工作.针对纳米粒子的局域表面等离子共振效应作用范围小,增强波长单一等问题,总结了一些新的设计思路如远场增强效应、纳米粒子和激子剖面的调控与匹配及散射增强效应等,希望为进一步的结构设计提供帮助.     

高效大面积有机白光照明研究及其展望

白光有机发光二极管(OLED)是新一代健康节能照明光源,光效性能已超过荧光灯水平。自从OLED技术问世以来,研究人员陆续开展了关于OLED照明的研究工作。本文介绍了OLED照明的特点,以及国内外OLED照明发展现状,讨论了发展OLED照明技术和装备国产化所亟待解决的重大难题和面临的挑战,重点论述了发展高效大面积OLED照明器件制备技术及推动OLED照明产业化的重要意义。     

高迁移率有机薄膜晶体管材料进展

对近几年来高迁移率有机薄膜晶体管材料研究的主要发展作了简要介绍和评述,讨论了高迁移率有机半导体材料存在的问题和发展方向．     

OLED器件新型应用研究进展

有机发光二极管(organic light-emitting diodes,OLED)具有可柔性制备、低驱动电压、低功耗等优点,近年来技术上的突飞猛进及其广泛的应用前景,使之成为平板显示、新型照明、可穿戴,以及智能电子产品开发中最热门的研究课题之一.作为新一代的显示及照明技术,小尺寸OLED显示器已实现商业化,大尺寸O...     

Research Progress on Triarylmethyl Radical-Based High-Efficiency OLED

Perchlorotrityl radical (PTM), tris (2,4,6-trichlorophenyl) methyl radical (TTM), (3,5-dichloro-4-pyridyl) bis (2,4,6 trichlorophenyl) methyl radical (PyBTM), (N-carbazolyl) bis (2,4,6-trichlorophenyl) methyl radical (CzBTM), and their derivatives are stable organic radicals that exhibit light emissions at room temperature. Since these triarylmethyl radicals have an unpaired electron, their electron spins at the lowest excited state and ground state are both doublets, and the transition from the lowest excited state to the ground state does not pose the problem of a spin-forbidden reaction. When used as OLED layers, these triarylmethyl radicals exhibit unique light-emitting properties, which can increase the theoretical upper limit of the OLED’s internal quantum efficiency (IQE) to 100%. In recent years, research on the luminescent properties of triarylmethyl radicals has attracted increasing attention. In this review, recent developments in these triarylmethyl radicals and their derivatives in OLED devices are introduced.     

Flexible organic photovoltaic devices based on oligothiophene derivatives

For the purpose of developing flexible organic photovoltaic devices, we have fabricated two flexible devices using 5-formyl- 2,2′：5′,2″：5″,2′″-quaterthiophene （4T-CHO）, 5-formyl-2,2′：5′, 2″：5″,2′″：5′″,2″″-quinquethiophene （5T-CHO） and 3,4,9,10-perylenetertracarboxylic dianhydride （PTCDA）. The PET-ITO/4T-CHO/PTCDA/A1 device has an open circuit voltage （Voc） of 1.56 V, photoelectric conversion efficiency of 0.77%. The PET-ITO/5T-CHO/PTCDA/A1 device has a Voc of 1.70 V, photoelectric conversion efficiency of 0.84%. The two flexible devices have high Voc （1.56 and 1.70 V）. It is possible that intermolecular hydrogen bonding between -CHO group of nT-CHO and carboxylic dianhydride of PTCDA contributes to enhancing the efficiency by promoting interfacial electron transfer and eliminating the subconducting band trap sites.     

Small molecule organic semiconductors on the move: promises for future solar energy technology

This article is written from an organic chemist's point of view and provides an up-to-date review about organic solar cells based on small molecules or oligomers as absorbers and in detail deals with devices that incorporate planar-heterojunctions (PHJ) and bulk heterojunctions (BHJ) between a donor (p-type semiconductor) and an acceptor (n-type semiconductor) material. The article pays particular attention to the design and development of molecular materials and their performance in corresponding devices. In recent years, a substantial amount of both, academic and industrial research, has been directed towards organic solar cells, in an effort to develop new materials and to improve their tunability, processability, power conversion efficiency, and stability. On the eve of commercialization of organic solar cells, this review provides an overview over efficiencies attained with small molecules/oligomers in OSCs and reflects materials and device concepts developed over the last decade. Approaches to enhancing the efficiency of organic solar cells are analyzed.     

Synthesis of polymeric organic semiconductors using semifluorinated polymer precursors

The transesterification of 1,1,1,3,3,3-hexafluoroisopropyl acrylate (HFIPA) homopolymers and block copolymers with methyl acrylate (MA) or n-butyl acrylate (n-BuA) were investigated for the efficient synthesis of p-type and n-type organic semiconductor acrylates. HFIPA, MA, and n-BuA are readily prepared in a one-pot synthesis by Cu(0) reversible deactivation radical polymerization in high yield with low dispersity to give poly(HFIPA)₁₀₀, PMA₁₀₀-b-poly(HFIPA)_x, and PnBuA₁₀₀-b-poly(HFIPA)_x (x = 100, 50,25). The transesterification of poly(HFIPA)₁₀₀ was also studied using ¹⁹F NMR spectroscopy. Based on this method, a series of eight homopolymers and three copolymers based on semiconductor motifs commonly found in organic light-emitting diodes, organic thin-film transistors, and organic photovoltaics were synthesized with narrow dispersity and conversions up to 99%. These experiments demonstrate that poly(HFIPA) can provide a useful building block in the synthesis of organic electronic materials, providing a simpler route to complex materials which may be challenging to access directly via controlled radical polymerization. © 2018 Wiley Periodicals, Inc. J. Polym. Sci., Part A: Polym. Chem. 2018 , 56, 2183–2191     

聚集诱导发光分子的光电功能与器件应用

光电功能分子通常以薄膜和聚集体的形式显示功能, 聚集诱导发光（AIE）分子体系的发现为解决固态下聚集诱导荧光猝灭（ACQ）难题提供了新的思路. 本文总结了近年来本课题组发展的一系列AIE 分子, 侧重介绍这些AIE 分子的光电功能与器件应用, 特别是在有机电致发光器件和有机激光方面的应用. AIE 材料显示非常高的电致发光效率, 在显示与白光器件方面潜力巨大. 在发展电泵有机激光方面, AIE 材料特点突出, 是最有前景的一类材料.     

齐聚[3,2-b]并二噻吩的合成、表征及其在有机薄膜晶体管中的应用

通过Stille偶联反应合成了5.5"-二辛基.2.2':5'2'-三联[3,2-b]并二噻吩,并对该化合物的物理化学性质以及真空蒸镀薄膜的结构和形貌进行了详细表征.以这一化合物作为半导体层、采用顶电极结构制备了有机薄膜晶体管,并对薄膜生长基底温度做了优化,发现基底温度为100℃时器件性能最好,迁移率达到0.13 cm2/V·s,开关比为7×103,阈值电压为-19V.