有机／聚合物电致发光器件中层间的能带匹配对器件发光性质的影响

对几种有机／聚合物电致发光材料的能带结构进行了表征，设计了几种结构的器件，并对它们进行了性质比较，结果表明，通过各种材料间合理的能带匹配，可以获得综合性能较好的电致发光器件。     

溶剂效应对发光聚合物性能的影响

以共轭聚合物MEH—PPV和DD—PPV为研究对象，利用UV—Vis吸收光谱和荧光光谱，研究了它们在不同溶剂中及固体膜状态下的发光性质，探索了聚合物的微观结构与其发光性能之间的关系。结果表明。由于聚合物在固体膜状态下较溶液状态有紧密的排列，因此其UV—Vis吸收光谱和荧光光谱与溶液相比发生了较大的红移；相同主链的聚合物，侧链取代基的电负性减弱，可使UV—Vis吸收光谱和荧光光谱发生蓝移；在混合溶剂中，由于每种溶剂对聚合物的溶解能力不同，而使两种构象共存于溶液中，因此在不同配比的混合溶剂中，聚合物的吸收光谱发生相应的变化。     

基于Alq3的有机发光器件的发光特性

以Alq₃作为发光层,在OLED串联型制作系统上成功制备出ITO/TPD/Alq₃/LiF/Al结构的有机发光器件,并建立了一套OLED电流(J)、电压(V)、亮度(B)自动测试系统,在氮气和空气环境下测试并分析了OLED的发光特性。结果表明,基于Alq₃的双层OLED的正向J-V特性可以用陷阱电荷限制流来描述;反向工作时,低压下的反偏电流可能是针孔产生的漏电流,高压下反偏OLED的J-V特性应满足F-N隧穿机制。随着电流进入快速增长阶段,B-J曲线近似地呈线性关系;在低场下,发光效率随电压升高而增大,在高场下,发光效率随电压升高而减小。实验中,还观察到了在电压V=4V左右时,器件具有明显的负阻特性(NDR),进一步的分析表明,由针孔引起的丝状电流可能是负阻特性的成因。     

有机/聚合物电致发光材料的能带结构及其在发光器件中的应用

测定了苯撑乙烯齐聚物、吡唑啉衍生物、钌配合物、铼配合物以及常用的有机染料与载流子传输材料等一百余种有机（包括有机小分子,配合物和聚合物）材料的能带来结构参数,探讨不同取代基对材料“能带”结构的影响。基于能带匹配的原则,同时考虑载流子迁移率匹配及各有机层间的厚度匹配,设计了不同结构的电致发光器件。研究表明,能带匹配、迁移率匹配以及厚度匹配是提高有机电致发光器件性能的重要依据。     

ITO阳极电阻对有机电致发光器件性能的影响

以不同方块电阻的ITO作为阳极,利用真空热蒸发的方法制备了双层结构有机电致发光器件ITO/TPD/Alq3/LiF/Al,定量研究了ITO阳极电阻对器件光电性能的影响。实验结果表明,具有较大阳极电阻的器件在一定的驱动电压下表现出较低的电流密度和亮度,我们认为主要原因是阳极电阻的分压导致用于载流子注入的有效驱动电压减少。扣除阳极电阻以后,我们发现用于载流子注入的有效驱动电压并不受阳极电阻的影响。另外,我们没有观察到阳极电阻对器件发光效率的明显影响。     

有机薄膜电致发光器件结构与发光特性的研究

从有机电致发光薄膜的发光机理出发，通过以Ａｌｑ薄膜器件、ＰＶＫ为空穴传输层和Ａｌｑ为发光层的双层 及ＰＶＫ掺荧光材料Ｐｅｒｙｌｅｎｅ的双层薄膜器件的研制，从器件的电致姚谱、电流密度－电压特性、亮度－电压特性的曲线的测试结果，计算分析了器件的流明效率、量子效率，并对有机薄膜电致发光器件的结构与发光特性之间的关系进行研究，利用能级理论分析了器件的姚特性随器件的结构不同所具有的规律。实验表明，加入ＰＶＫ     

基于溶液加工小分子材料发光层的有机-无机复合发光器件

报道了基于溶液加工有机小分子材料发光层、聚乙烯亚胺电子注入层的有机-无机复合发光器件. 优化了空穴传输层和磷光染料的掺杂浓度, 得到最佳发光效率的器件. 蓝光、黄光和红光器件的最大外量子效率为17.3%, 10.7% 和7.3%. 在发光亮度为1000 cd/m² 时, 蓝光、黄光和红光器件的外量子效率分别为17.0%, 10.6% 和5.8%, 器件效率下降较小. 原因在于同时采用空穴传输型和电子传输型的小分子材料作为共同主体材料, 器件具有较宽的载流子复合区域, 降低了三线激发态-三线激发态湮灭和三线激发态-极化子相互作用对器件发光效率的影响. 白光器件在亮度为1000 cd/m²时, 发光效率和功率效率为31 cd/A和 14.8 lm/W. 器件的色度为(0.32, 0.42), 色度比较稳定, 随电流的变化微小. 器件的效率较以往报道的有机-无机复合发光器件有显著的提高, 主要归因于在聚乙烯亚胺上能够制备特性良好的小分子材料薄膜, 以及小分子主体材料拥有较高的三线态能量和平衡的载流子传输特性, 能够获得高效的磷光发射.     

第5届全国有机分子和聚合物发光与激光学术会议纪要

2007年11月5日至7日，第5届全国有机分子和聚合物发光与激光学术会议在天津理工大学召开。本届会议由中国物理学会发光分会主办，由显示材料与光电器件教育部重点实验室和天津理工大学理学院联合承办。来自全国18个省、市、自治区、香港特别行政区的代表近200人参加了会议。     

ITO的表面处理对有机电致发光器件性能的影响

作为有机电致发光器件(OLEDs)的一个主要部分,ITO的表面形貌以及表面性能对整个器件的性能起着决定性的作用。介绍了对ITO的各种处理方法,包括O2Plasma和UV ozone等。这些方法可以改变ITO的表面化学成分以及结构,可以大幅度地提高器件的亮度、寿命以及稳定性,使OLEDs的实用化成为可能。     

DPVBi的厚度和发光位置不同对有机电致发光器件性能的影响

通过调整发光层DPVBi的厚度和在器件中的位置,在同一实验条件下设计了不同的器件结构,制备了有机电致发光器件,在实验中可看到DPVBi的厚度不同,器件的色度发生了改变,并且发现DPVBi在器件的不同位置,器件的发光特性也是不同的。通过实验可以得知处于器件不同位置的DPVBi,其发光机理是不同的,这是由于DPVBi和Alq3的最高未占有轨道(HOMO)能级相差不多,而它们的最低占有轨道(LUMO)能级相差0.4eV,这样DPVBi的存在有利于电子的注入,同时由于rubrene和DPVBi的HOMO相差0.5eV,这样空穴和电子就在rubrene和DPVBi的界面处形成激子复合而发光。也就是说,在rubrene之后的DPVBi对空穴有了阻挡作用,使器件中的空穴和电子达到平衡。通过改变DPVBi的厚度,制备了白光器件,这组白光器件,在7～17V变化范围内器件的色坐标从(0.35,0.37)到(0.33,0.35)变化不大,接近白光等能点(0.33,0.33),是色度比较好的器件。     

柔性有机发光二极管柔性电极薄膜的研究进展

柔性有机发光二极管(FOLED)具有机械柔韧性好、低功耗、驱动电压低、高色域、宽视角、响应速度快等优点,在柔性显示、柔性照明、可穿戴设备等方面显示了广阔的应用前景。虽然柔性OLED研究与应用已经有了很大程度的进展,但要实现产业化,稳定性、效率及其电极等方面都需要进一步完善。本文介绍了柔性衬底与导电电极的制备及处理方法,并对柔性OLED的发展趋势进行了展望。     

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。     

柔性有机电致发光器件导电基板的工艺性能

在聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)柔性衬底上采用直流磁控溅射技术制备了氧化铟锡(ITO)透明导电薄膜,研究了衬底温度、溅射功率和溅射压强等工艺条件对薄膜光电性能的影响,并利用原子力显微镜(AFM)表征了衬底及ITO薄膜的表面形貌。结果表明,在PET衬底温度50℃、溅射功率100W和溅射压强2.66×10-1Pa的条件下,可以得到低方阻(50Ω/□)和高透过率(>90%)的透明导电薄膜。以此柔性ITO衬底为阳极,制备了结构为PET/ITO/NPB/Alq3/Mg∶Ag的柔性有机电致发光器件,在驱动电压为13V时,器件的发光亮度达到了2834cd/m2。     

Ir配合物染料调节有机发光二极管发光特性

为了研究有机发光二极管(OLED)中发光特性与材料能带结构的关系,把不同的Ir配合物染料掺杂到结构相同的OLED器件中。OLED结构为ITO/NPB/CBP∶染料/TPBi/Mg∶Ag/Ag,染料分别为Ir(MDQ)2(acac)、Ir(ppy)3和Firpic。实验表明,这3种染料对应的掺杂器件分别发红光、绿光和蓝光。3个器件的阈值电压基本一致((6为了研究有机发光二极管(OLED)中发光特性与材料能带结构的关系,把不同的Ir配合物染料掺杂到结构相同的OLED器件中。OLED结构为ITO/NPB/CBP:染料/TPBi/Mg:Ag/Ag,染料分别为Ir(MDQ)₂(acac)、Ir(ppy)₃和Firpic。实验表明,这3种染料对应的掺杂器件分别发红光、绿光和蓝光。3个器件的阈值电压基本一致((6±0.1) V),但是,在100 cd/m²亮度下,绿光器件外量子效率最高(7.64%),蓝光器件外量子效率(5.65%)与绿光相近,红光器件外量子效率最低(2.75%)。分析认为,由于染料的掺杂浓度低,器件结构和载流子传输特性变化小,因而掺杂对阈值电压影响小;CBP与掺杂染料间存在能量转移,红色染料能级差小,非辐射跃迁几率大,发光效率最低;相比于绿光,蓝色染料能级差大,跃迁几率小,因此发光效率比绿光低。实验还发现,染料的发光波长与其能级差相比有红移现象,分析认为,这是由激发态能量振动弛豫和系间窜越过程形成的。     

掺杂型红色有机电致发光显示器件

全色显示是有机电致发光显示(OLED)器件发展的目标,而高性能红色发光器件一直是制约全彩色OLED器件实用化的瓶颈,也是目前有机电致发光显示研究的热点。制作了掺杂DCJTB和不同浓度的rubrene两种荧光染料的红色有机电致发光显示器件,以NPB和Alq₃分别作为空穴传输层和电子传输层,发现器件性能与只掺杂DCJTB的器件相比有明显提高,发光效率提高到2～3倍。通过Frster理论和能带理论分析了器件的能量转移机理,研究发现Frster能量转移不是掺杂器件能量转移的主要形式,载流子俘获机制才是器件效率提高的主要原因;rubrene的引入使得能量能够更有效地从Alq₃转移到DCJTB,从而显著地提高了器件的发光效率和性能。     

有机电致发光器件的瞬态电响应特性

详细研究了有机发光二极管(OLED)在脉冲电压下的瞬态电流响应特性.瞬态响应电流由3部分组成:正向电流峰(IP)、稳态电流(IS)及反向电流峰(IN).研究发现IS为器件工作时通过器件的电流,而IN与IP则分别对应OLED器件电极/有机界面附近的空间电荷的形成及消失过程.IN、IP与脉冲电压成线性关系,阳极的费米能级与空穴传输材料的HOMO能级差导致IN大于IP.利用不同占空比的双脉冲电压研究了电流与空间电荷的关系,发现空间电荷的充分放电临界占空比只受界面接触的影响,而与器件内部结构无关.     

Spectral Characteristics of White Organic Light-emitting Diodes Based on Novel Phosphorescent Sensitizer

采用新型贵金属铱的配合物bis(1,2-dipheny1-1H-benzoimida-zole)iridium (acetylacetonate)作为磷光敏化剂,与荧光染料4-(dicyanomethylene)-2-t-butyl-6-(1,1,7,7-tetramethyljulolidyl-9-en-yl)-4H-pyran共同掺杂到聚合物主体材料poly(N-vinylcarbazole)中,以N,N'-diphenyl-N,N'-bis(1-naphthyl) (1,1'-biphenyl)-4,4'-diami-ne作为蓝光发光层,制备了白色有机电致发光器件. 通过对掺杂体系的紫外-可见吸收光谱、光致发光光谱以及电致发光光谱的表征,分析了该磷光敏化体系的能量转移机制. 结果表明,在该聚合物磷光荧光双掺杂体系中,由于磷光与荧光材料之间的不完全的F?rster能量传递过程,导致电致发光光谱中同时存在磷光材料三线态到基态与荧光材料单线态到基态的辐射衰减发光. 该掺杂体系成功实现了白光发射,随着偏置电压的升高,器件的CIE色坐标有微小的红移,但都非常接近等能白光点,器件表现出了很好的色纯度.     

生长在p-GaAs衬底上的ZnO基异质结二极管电致发光

利用等离子体辅助分子束外延在p型砷化镓衬底上制备了ZnO异质结发光二极管。实验表明:GaAs与ZnO之间的氧化镁绝缘层能够有效改善器件光电性能,I-V特性的研究表明该器件具有良好的整流特性,开启电压为3 V,电致发光光谱由一个紫外发光峰和一个可见发光带构成,其来源分别为ZnO层中近带边缺陷以及深能级缺陷相关的辐射复合。     

纳米结构氧化镍缓冲层对蓝色有机发光二极管性能的影响

在阳极和空穴传输层分别引入氧化镍纳米结构缓冲层,制备了蓝色有机发光二极管,对二极管的电学和光学特性进行了测试分析,研究了采用电化学方法制备的氧化镍纳米结构对器件的影响.结果表明,纳米结构氧化镍缓冲层能够有效地提高空穴-电子对的产生和复合效率,它的引入带来了高效的空穴注入及发光层中的载流子平衡,能有效提高有机发光二极管的电致发光特性.氧化镍缓冲层沉积时间为30 s的器件具有最高的亮度和电流效率,分别为42 460 cd/m2和24 cd/A,该器件的CIEx,y 色坐标为(0.212 9,0.325 2).     

全湿法制备聚合物电致发光器件

利用全溶液方法制备了聚合物电致发光器件并研究了器件的性能。器件的所有膜层,包括发光层和上电极层均采用溶液湿法获得,完全摒弃了真空蒸镀工艺。利用二次溶剂掺杂获得的PEDOT∶PSS聚合物薄膜的电导率达到608.7 S/cm。在240 nm的厚度时,聚合物电极膜层的面电阻约为68 Ω/□; 当膜层厚度为1 μm时,薄膜的面电阻可低于16 Ω/□。采用溶液滴涂方法制备的高电导PEDOT∶PSS聚合物薄膜作为上电极替代通常所用的铝电极,所制备的聚合物发光器件的开启电压约为4 V。