一种新型共轭聚合物发光二极管老化的拉曼光谱研究

通过显微共焦拉曼光谱 ,对一种以新型的共轭聚合物半导体材料 3,4 (2 乙基己氧基 )苯基 1,3 丙二醇酯 (poly(2 (4 Ethylhexyl) phenyl 1,4 phenylenevinylene) (P PPV) )为发光层的聚合物发光二极管(PLEDs)器件进行了老化研究 ,无论是光致发光光谱还是拉曼光谱都提供证据说明造成器件老化的原因主要是发光层的聚合物的主链结构 ,即聚合物的共轭结构被破坏 ,这对提高以P PPV作为发光层的PLEDs器件的性能提出有用信息。     

聚合物电致发光器件工作层热效应的喇曼光谱研究

以喇曼光谱和红外测温仪为表征手段, 研究了聚合物电致发光器件在施加不同电流密度的工作条件下器件内部热效应对器件老化的影响. 通过实验得到器件内发光层的斯托克斯喇曼信号和反斯托克斯喇曼信号强度的比值, 代入波尔兹曼方程计算得到该层对应的温度, 从而达到精确测量器件内部工作温度的目的. 通过对器件施加0~169 mA/cm²的电流密度, 发现器件内部工作温度逐渐升高, 最终达到有机层的玻璃化转变温度后, 发光层材料发生相变, 变成游离状的液态, 这种状态不稳定, 造成发光层材料的局部缺陷, 使得器件阴阳极短接导致器件短路, 从而发光失败. 实验表明喇曼光谱是一种探测薄膜器件内部工作层温度的有效手段.     

Enhanced Electroluminescent Efficiency Based on Functionalized Europium Complexes in Polymer Light-Emitting Diodes

Efficient red polymer light-emitting diodes are fabricated with the single active layer from the blends of poly（N- vinylcarbazole） （PVK） in the presence of 30 wt. % electron-transporting compound 2-（4-biphenylyl）-5-（ptert- butylphenyl）-1,3,4-oxadiazole （PBD） and europium complexes. The polyphenylene functionalized europium com- plex shows an enhanced electroluminescent efficiency due to the large site-isolation effect. For the polyphenylene functionalized europium complex, the maximum external quantum efficiency of 1.90% and luminous efficiency of 2.01 cd A^-1 are achieved with emission peak at 612nm. The maximum brightness is more than 300cd m^-2.     

Enhancement of Stability of Polymer Light-Emitting Diodes by Post Annealing

We investigate the effect of thermal annealing before and after cathode deposition on the stability of polymer light-emitting diodes （PLEDs） based on green fluorescent polyfluorene derivative. The annealed PLEDs exhibit improved charge transport and red-shift emission compared to the as-fabricated device. The stability of the PLEDs is largely enhanced by post-annealing before and after Ca deposition, which is attributed to the enhanced charge transport and the intimate contact between the cathode and the emissive layer.     

Efficiency of Blue Organic Light-emitting Diodes Enhanced by Employing an Exciton Feedback Layer

We report that a novel exciton feedback effect is observed by introducing the bis(2-methyl-8-quinolinolato)(4-phenylphenolato)aluminum(BAlq)inserted between the emitting layer(EML)and the electron transporting layer in blue organic light emitting diodes.As an exciton feedback layer(EFL),the BAlq does not act as a traditional hole blocking effect.The design of this kind of device structure can greatly reduce excitons'quenching due to accumulated space charge at the exciton formation interface.Meanwhile,the non-radiative energy transfer from EFL to the EML can also be utilized to enhance the excitons'formation,which is confirmed by the test of photolumimescent transient lifetime decay and electroluminescence enhancement of these devices.Accordingly,the optimal device presents the improved performances with the maximum current efficiency of 4.2 cd/A and the luminance of 24600 cd/m~2,which are about 1.45 times and 1.75 times higher than those of device A(control device)without the EFL,respectively.Simultaneously,the device shows an excellent color stability with a tiny offset of the CIE coordinates(△x=±0.003,△y=±0.004)and a relatively lower efficiency roll-off of 26.2% under the driving voltage varying from 3 V to 10 V.     

提高LED光提取效率的研究

通过模拟计算的方法分析了倒装结构LED中衬底材料折射率及厚度对光提取效率的影响,并在此基础上提出一种新的菱形结构.结果表明:该菱形结构可大幅度提高LED光提取效率,在使用Si、蓝宝石、SiC作为芯片衬底材料时,菱形结构的光提取效率分别提高到传统方形结构的1.51、2.03、3.65倍.     

掺杂不同一维纳米材料的空穴缓冲层对有机电致发光器件性能的影响

对一维纳米材料在空穴缓冲层PEDOT中的作用进行了研究。光致发光表明在PEDOT中掺杂一维纳米材料(二氧化钛纳米管和氧化锌纳米棒)可以提高双层样品PEDOT/MEH-PPV的发光效率。拉曼光谱的结果说明正是由于一维纳米材料与PEDOT之间存在的强相互作用,才减少了PEDOT/MEH-PPV界面上猝灭发光的缺陷态的产生。在以MEH-PPV作为发光层的聚合物电致发光器件中,在PEDOT中掺杂二氧化钛纳米管和氧化锌纳米棒后,器件的最大效率分别提高了2倍和2.5倍。     

荧光染料超薄层对有机电致发光器件发光光谱的影响

采用在主体材料上蒸镀一层超薄层的方法,研究了三种有机小分子荧光染料dimethylquinacridon(DMQA)、4-(dicyanomethylene)-2-t-butyl-6-(1,1,7,7-tetramethy ljulolidyl-9-enyl)-4-pyran(DCJTB)和5,6,11,12-tetraphenylnaphthacene(Rubrene)的浓度效应对有机电致发光器件(OLED)电致发光光谱的影响。结果表明,与常规掺杂器件相比,染料超薄层器件的光谱中出现了微弱的主体材料的发光峰,浓度猝灭现象更为明显。三种染料的浓度猝灭程度从高到低依次为DMQA、DCJTB和Rubrene。同时,我们使用此三种染料配制了溶液,测试了它们在不同浓度下的光致发光光谱强度,进一步探讨了掺杂剂浓度猝灭强弱与器件的发光光谱特性的关系。     

Enhanced Photoelectrochemical Property of Zn Loaded TiO2 Nanotube Arrays Electrode

采用计时电流法制备了负载Zn纳米粒子的TiO₂纳米管阵列电极．通过阳极氧化法制备TiO₂纳米管阵列电极,然后通过控制计时电流沉积时间来控制负载在TiO₂纳米管上Zn纳米颗粒的沉积量和 沉积尺寸．SEM和XRD分析结果显示,沉积时间为3～5 s时,负载在TiO₂纳米管上的Zn粒子的直径为15～25 nm．UV漫反射光谱发现负载Zn的TiO₂纳米管阵列电极比没有负载的样品吸收487～780 nm的光更强;在高压汞灯照射下,前者比后者的光电流响应提高了50%．     

Improvement of the Injection and Transport Characteristics of Electrons in Organic Light-Emitting Diodes by Utilizing a NaC1 N-Doped Layer

The injection and transport characteristics of electrons are enhanced by using sodium chloride （NaC1） as an n-type dopant doped into a 4, 7-diphnenyl-1, lO-phe-nanthroline （Bphen） electron-transporting layer, which improves the performance of organic light-emitting diodes （OLEDs）. Meanwhile, a NaCl-doped Bphen layer can effectively influence electrical characteristics of the devices, and significantly improve the current and power efficiency. The turn-on voltage and the operation voltage of the optimal device are decreased drastically from 6.5 V and 10.8 V to 3.3 V and 5 V, respectively, compared with those of the reference device. The maximum current efficiency and power efficiency of the optimal device are 7.0 cd/A and 4.4 Im/W at the current density of 16.70 mA/cm~, which are about I. 7 and 4 times higher than those of the reference device, respectively. Moreover, the enhancement of the injection and transport ability for electrons is attributed not only to the reduced energy barrier between A1 cathode and Bphen, but also to the increased mobility of electrons by the doping effect of NaCl. Therefore, both the electron injection and transport ability are enhanced, which improve the carrier balance in OLEDs and lead to the better device efficiency.     

利用有机层间互相掺杂提高有机电致发光器件的效率

提高器件的发光效率是实现有机电致发光器件实用化的一个关键因素。通过对器件结构和制作工艺的优化设计，将有机电致发光器件的各个功能层进行互相掺杂，在层间形成互掺过渡层达到平衡载流子的注入，使得注入的电子和空穴有效地限制在互掺的有源区内，增加了载流子相遇复合的几率，进而提高器件的发光效率。器件的最大电流效率在外加电压10．5V时达到7．9cd／A，最大发光亮度在35V时达到49000cd／m^2。和一般掺杂器件相比效率提高2倍以上。同时有机层间的互相掺杂也在一定程度上消除了层问的界面，减少了有机层问的缺陷，与没有过渡层的器件相比，器件老化性能有了明显改善。     

TADF激基复合物主体材料提升溶液法制备蓝色荧光有机发光二极管的效率

为了提升溶液法制备的蓝色荧光有机发光二极管(OLEDs)的效率,采用了基于热激活延迟发光(TADF)的激基复合物作为主体材料。TADF激基复合物主体可以利用反向系间窜跃上转换形成单线态激子并将能量传递到客体,从而可以同时利用发光层中的三线态激子和单线态激子,以提升蓝色荧光器件的效率。选择蓝色荧光材料1-4-Di-[4-(N,N-diphenyl)amino]styryl-benzene(DSA-ph)作为客体发光材料,4,4′,4″-T-ris(carbazol-9-yl)triphenylamine(TCTA)掺杂1,3,5-Tri(1-phenyl-1H-benzo[d]imidazol-2-yl)phenyl)(TPBi)作为热激活延迟荧光激基复合物主体,通过溶液法制备了蓝色荧光OLEDs。通过测试TCTA,TPBi以及TCTA掺杂TPBi的光致发光光谱发现,与TCTA和TPBi相比,TCTA掺杂TPBi的光致发光谱(PL)发生了明显的红移(峰值波长变为437 nm),而且光谱变宽,证明了TCTA∶TPBi激基复合物的形成。通过对于DSA-ph掺杂激基复合物主体的薄膜与DSA-ph掺杂poly(methyl methacrylate)(PMMA)的薄膜进行PL测试发现,两者发光峰相同,都是来自DSA-ph的发光,说明激基复合物主体将能量传递到了DSA-ph;DSA-ph的吸收光谱与激基复合物主体的PL光谱存在很大重叠,说明激基复合物主体与DSA-ph的能量传递非常有效;通过对激基复合物主体掺杂不同浓度客体的薄膜进行瞬态PL衰减测试发现,与纯DSA-ph的寿命相比,DSA-ph掺杂激基复合物主体之后其寿命会延长,纯DSA-ph的寿命只有1.19 ns,DSA-ph掺杂激基复合物主体的荧光衰减曲线与激基复合物主体的荧光衰减曲线相似,这进一步证明了激基复合物主体将能量传递到了DSA-ph。研究了主体引入以及DSA-ph掺杂浓度对器件性能的影响。对于器件的亮度、电流密度、电压、电流效率、电致发光光谱等参数进行了测试,与不采用激基复合物主体的器件相比,采用激基复合物主体的器件性能明显改善,在DSA-ph掺杂浓度为10%时,器件亮度从2133.6 cd·m^-2提升到了3597.6 cd·m^-2,器件效率从1.44 cd·A-1提升到了3.15 cd·A-1,发光峰只有来自DSA-ph的发光。采用TADF激基复合物主体的方法有潜力实现溶液法制备的高效蓝色荧光OLEDs。     

采用热处理方法提高MEH-PPV单层聚合物有机发光二极管发光性能的研究

对以MEH－PPV为发光层的单层聚合物有机发光二极管（OLED）器件在最佳条件下进行真空热处理，并用金相显微镜观察施加电压后器件的阴极表面形貌。发现处理后的器件阴极表面的气泡及黑斑明显减少。器件的发光性能显著提高。与未经处理的器件相比，最大相对发光强度提高了一个数量级、启亮电压降低了2．0V，半寿命提高了12．7倍。初步分析表明热处理方法提高器件发光性能的主要原因在于有效地减少了器件在工作过程中由于焦耳热产生的某些气体，从而减少阴极表面气泡及黑斑的出现，另一方面，热处理方法也增强了有机发光层与阴极接触界面的结合力，提高电子注入水平。     

In组分对InGaN/GaN蓝光LED的发光性质的影响

利用扫描透射电子显微术(STEM)和变温光致发光光谱(PL)研究了In组分对InGaN/GaN蓝光LED的发光的影响.STEM发现两个样品量子阱结构相同,低温PL显示低In组分的样品的发光峰位随着温度的升高呈现出经典S(Red-Blue-Red)曲线.目前普遍认为蓝移是In组分分布不均匀造成的局域激子发光的主要原因,然...     

一种提高有机电致发光器件发光效率的新方法:金属超薄层

在有机电致发光器件中插入金属超薄层常会带来一些意想不到的作用。在无机材料MoQ_3与有机材料TPD之间插入5 nm金属层Au,制备了结构为ITO/MoO_3(5 nm)/Au(5 nm)/TPD/AlQ/LiF/Al的OLED器件。相对于没有金属层Au的器件,发光效率得到了提高。通过分析认为Au在TPD和MoO_3之间形成一个小的空穴陷阱,在降低了器件中的电流密度的同时,由于5nm的Au对AlQ绿光的光透过率大于80%,发光亮度未受明显影响,是发光效率提高的原因。本文为提高OLED器件发光效率提供了新的思路和实验依据。     

温度和电压对双层有机发光二极管复合效率的影响

提出了双层有机电致发光二极管ITO/PPV/PBD/Ca复合的理论模型。计算并讨论了温度和电压对其复合效率的影响：在电压为6～7.5 V时,复合效率随温度变化出现两个峰值,但随着电压升高,两峰值相互靠拢,当电压达到9 V时,峰值位置重叠,我们认为这一现象除了浅缺陷能级和深缺陷能级贡献的结果以外,还由于复合区域发生变化引起的。该模型较好地解释了有关实验现象。     

有机电致发光器件中由缓冲层薄膜诱导产生的空穴传输层薄膜的结晶化

有机薄膜层的结晶是有机电致发光器件衰减的主要机理之一。研究发现以CaPe做为缓冲层时比没有缓冲层时NPB薄膜更容易结晶,CuPc对NPB薄膜具有诱导结晶作用。通过原子力显微镜(AFM)以及宽角X射线衍射(WAXRD)详细研究了不同厚度、不同颗粒大小的缓冲层CuPc薄膜对空穴传输层NPB薄膜的结晶诱导作用。这个发现为以下结论提供了证据,以CuPc薄膜做为缓冲层的OLED器件的长期衰减可部分归结于由缓冲层CuPc引起的空穴传输层NPB薄膜的结晶。     

PBD分子对聚合物发光二极管特性的影响

研究了由聚合物发光材料poly(2-methoxy,5-(2-ethy lhexyloxy)-1,4-phenyleneviny lene)(MEH-PPV)掺杂2-(4-biphenyl)-5-(4-tert-butylphenyl)-1,3,4-oxadiazole(PBD)制成的发光层厚度为80,170nm的高分子发光器件(PLEDs)。研究了PBD不同掺杂浓度时器件的电流密度-电压(J-V)和亮度-效率-电压(L-E-V)特性,发现PBD除传输电子外,还阻挡空穴的注入和传输。研究发现,PBD的最优掺杂浓度为20%,掺入PBD后MEH-PPV的EL光谱红移且发生窄化,当PBD掺杂浓度为40%时MEH-PPV的EL光谱窄化最明显,EL光谱半峰全宽从100nm减小到44nm。     

Enhanced Efficiency of Polymer： Fullerene Bulk Heterojunction Solar Cells with the Insertion of Thin TiO2 Layer near the LiF/A1 Electrode

The insertion layer of TiO2 between polymer-fullerene blend and LiF/AI electrode is used to enhance the shortcircuit current Isc and fill factor （FF）. The solar cell based on the blend of poly[2-methoxy-5-（2＇-ethylhexyloxy）- 1,4-phenylenevinylene] （MEH-PPV） and C60 with the modifying layer of TiO2 （about 20nm） shows the open- circuit Voc of about 0.62 V, short circuit current Isc of about 2.35 mA/cm^2, filling factor FF of about 0.284, and the power conversion efficiency （PCE） of about 2.4% under monochromatic light （50Onto） photoexcitation of about 17mW/cm^2. Compared to ceils without the TiO2 layer, the power conversion efficiency increases by about 17.5%. Similar effect is also obtained in cells with the undoped MEH-PPV structure of ITO/PEDOT：PASS/MEH- PPV/（TiO2）LiF/AI. The improved solar cell performance can be attributed to enhanced carrier extraction efficiency at the active layer/electrode interfaces when TiO2 is inserted.