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。     

电场诱导聚合物分子取向对单线态和三线态激子形成截面的影响

通过对聚乙烯咔唑(PVK) 掺杂三(2-苯基吡啶)铱(Ir(ppy)₃)和4-二氰亚甲基-2-叔丁基-6-(1,1,7,7-四甲基久咯呢定基-9-烯基)-4H-吡喃(DCJTB)，PVK 掺杂DCJTB和PVK掺杂Ir(ppy)₃聚合物在成膜时高压电场作用下分子取向变化对单线态和三线态激子形成截面的研究，发现，随着成膜时电场的增强，单线态激子的形成截面在增加，而三线态激子的形成截面却减小. 关键词： 分子取向 激子形成截面 三线态 单线态     

两种磷光材料在聚合物掺杂体系中的发光特性研究

磷光材料由于可以利用电致激发所形成的单重态和三重态激子,因而可以得到接近100%的内量子效率。文章对常温下基于磷光材料Ir(ppy)₃及Ir(piq)₃掺杂PVK薄膜为发光层的器件的光学和电学特性进行了研究。光致发光的结果显示相同掺杂质量比下由PVK到Ir(piq)₃的能量传递比到Ir(ppy)₃更加困难。通过研究两种掺杂体系不同质量比的电致发光特性,可以认为这两种磷光器件的发光主要来自于磷光客体分子直接俘获载流子发光而非主体的能量传递。Ir(piq)₃掺杂体系对掺杂比例的依赖更为明显,从能级结构分析,认为是由于Ir(piq)₃的更低的HOMO及高的LUMO能级,而比Ir(ppy)₃具有更好的载流子俘获和传输特性。     

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。     

PBD的掺杂对PVK:Ir(ppy)3体系发光特性的影响

从三线态激子的发光机理入手,研究了PBD作为电子传输材料对PVK:Ir(ppy)3体系的影响。实验中制备了单层器件ITO/PVK:Ir(ppy)3/PBD/Al,ITO/PVK:Ir(ppy)3:PBD/Al和双层器件,ITO/PVK:Ir(ppy)3:PBD/BCP/Al,其中PVK:Ir(ppy)3的掺杂浓度比例不变,通过改变PBD的掺杂浓度,其变化范围是PBD与PVK的质量比从0:100到20:100,制得了一系列器件,研究了它们的光致发光(PL)光谱和电致发光(EL)光谱。发现PBD这种电子传输材料的加入对器件的亮度有很大提高,当PBD与PVK质量比为10%时,器件亮度最大。     

掺杂PVK光电特性研究

将磷光材料三-（2-苯基吡啶）-铱[Ir（ppy）3]掺杂在聚乙烯基咔唑（PVK）中作为发光层,制作了多层有机电致发光器件。采用常规的光电测量方法,研究其光致发光及电致发光特性,得到了激子形成截面随电压的变换关系。     

同时掺杂磷光和荧光染料的白色有机电致发光器件性能研究

以磷光染料Ir(piq)₂(acac)作为发光掺杂剂,掺入空穴传输性主体材料NPB中得到红色发光层,荧光材料TBP掺入到主体CBP中作为蓝色发光层,制备了结构为ITO/NPB/NPB：Ir(piq)₂(acac)/CBP/CBP：TBPe/BCP/ALq/Mg：Ag的双发光层白色有机电致发光器件.其中ALq₃、未掺杂的NPB和CBP及BCP层分别作为电子传输层、空穴传输层和激子阻挡层.实验中通过调节发光层厚度及Ir(piq)_{2关键词： 磷光 激子阻挡层 有机电致发光}     

不同主体材料对红色磷光OLED器件性能的影响

制作了结构为ITO/2T-NATA (20 nm)/NPB(60 nm)/Zn(BTZ)₂ : Ir(DBQ)₂(acac) (80 nm)/Alq₃(70 nm)/LiF(1 nm)/Al(200 nm)的红光器件,其中2T-NATA是4,4',4″-tris(N-(2-naphthyl)-N-phenyl-amino)-triphenylamine,NPB是N,N'-di(naphthalen-1-yl)-N,N'-diphenyl-benzidine, Zn(BTZ)₂是Bis-(2-(2-hydroxyphenyl) benzothiazole)zinc,Ir(DBQ)₂(acac)是iridium complex,Alq₃ 是tris(8-hydroxyquinolato)aluminum。基于Ir(DBQ)₂(acac) 掺杂的Zn(BTZ)₂体系的器件给出最高电致发光(EL)性能。结果显示:10％Ir(DBQ)₂-(acac) 掺杂Zn(BTZ)₂器件的亮度和效率分别为25 000 cd/m²和12 cd/A,其相应的EL峰位于620 nm,色坐标(x=0.63,y=0.37)。由于未使用激子阻挡层,所以,比通常磷光器件的制作工艺简单并且操作过程容易控制。     

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。     

深陷阱对有机磷光双掺杂体系电致发光器件效率衰退的影响

研究利用溶液法制备的有机磷光双重掺杂体系电致发光器件的光致发光特性与电致发光特性,并研究了在这种体系中深能级陷阱导致的器件效率衰退现象。首先利用紫外光谱仪和光致瞬态寿命测试系统对基于旋涂法制备的以宽带隙材料4,4’-bis(N-carbazolyl)-1,1’-biphenyl（CBP）为主体,绿色磷光材料tris(2-phenylpyridine) iridium(Ⅲ)（Ir(ppy)₃）和红色磷光材料tris(1-phenylisoquinolinato-C2,N)iridium(Ⅲ)（Ir(piq)₃）为客体材料的薄膜进行了光致发射光谱测试和薄膜在Ir(ppy)₃发光峰516 nm处的光致发光寿命测试,实验发现在Ir(ppy)₃掺杂比例保持定值时,随着深能级掺杂材料Ir(piq)₃的引入,其光致发光光谱中Ir(ppy)₃的相对发光强度减弱且发光寿命变短,当Ir(piq)₃掺杂浓度继续提高时,薄膜光致发光光谱基本保持不变且Ir(ppy)₃的发光寿命基本不变。实验说明在低浓度掺杂下两者的三线态能级之间存在着能量传递,但当掺杂浓度达到高浓度时,能量传递主要来自于主客体之间的传递,两者作为独立的发光中心发光。然后利用溶液法制备了发光层分别为CBP∶Ir(ppy)₃,CBP∶Ir(ppy)₃∶Ir(piq)₃和CBP∶Ir(ppy)₃∶PTB7的三组器件,器件结构为ITO/PEDOT∶PSS/Poly-TPD/EML/TPBi（15 nm）/Alq₃（25 nm）/LiF（0.6 nm）/Al（80 nm）。在Ir(ppy)₃和Ir(piq)₃共掺杂器件和Ir(ppy)₃单掺杂器件的对比实验中发现,加入一定比例的深能级材料后,器件的电致发光光谱发生改变,Ir(piq)₃的相对发光强度增强,器件发光效率下降且效率滚降现象明显。通过对器件进行J-V测试,发现在Ir(ppy)₃单掺杂器件中陷阱填充电流随着掺杂材料浓度的提高而提高,但在加入等浓度深能级材料Ir(piq)₃后,陷阱填充电流基本保持一致。瞬态电致发光测试表明,随着Ir(ppy)₃掺杂比例的提高,器件内由于陷阱载流子释放而产生的瞬时发光强度降低,这是由于Ir(ppy)₃具有一定的传导电荷作用,会减少器件中的陷阱载流子,这进一步说明了具有较深能级的Ir(piq)₃是限制载流子的主要能级陷阱。同时发现随反向偏压的增大,瞬态发光强度增大且发光衰减加速,这是因为位于深能级陷阱的载流子在高电压下被释放,重新复合发光,说明深能级陷阱的确限制住了大量载流子,而由于主体三线态激子具有较长的寿命,激子间相互作用产生的单线态激子在高反压下解离,从而引起三线态激子-极化子相互作用的加剧,导致发光衰减加速。在窄带隙聚合物材料PTB7与Ir(ppy)₃共掺杂器件实验中发现,随着PTB7掺杂浓度提高,陷阱浓度变大且器件效率降低,具有较深能级的PTB7成为了限制载流子的深能级陷阱。因此说明在双掺杂有机磷光电致发光器件中,深能级材料会成为限制载流子的能级陷阱,引起载流子大量堆积,从而导致三线态激子与极化子相互作用加剧,使器件的发光效率衰退。     

磷光材料fac-tris(2-phenylpyridinato-N，C2′)iridium(Ⅲ)对不同荧光材料的敏化作用及发光机制分析

在荧光材料中掺杂合适的磷光敏化剂,可以大大提高荧光有机电致发光器件(OLED)的效率。选择磷光材料知fac-tris(2-phenylpyridinato-N,C^2′)iridium(Ⅲ)(Ir(ppy)3)分别与荧光材料4-(dicyanomethylene)-2-t-butyl-6-(1,1,7,7-tetramethyljulolidyl-9-enyl(DCJTB)、5,6,11,12,-tetraphenylnaphthacene(Rubrene)掺杂作为发光层,当掺杂质量比合适时,磷光材料的发光消失,得到了纯正的荧光材料的发光。同时,对磷光材料的敏化作用及发光机制进行了分析,比较了Ir(ppy)3对两种不同荧光材料的敏化作用强弱,发现Ir(ppy)3对荧光材料Rubrene的敏化作用更强。对影响敏化作用的因素进行了分析,推测其原因与磷光材料和荧光材料的相容性质有关。     

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.     

Enhanced amplified spontaneous emission by assistant Förster energy transfer in DCJTB-C545T-Alq3 coguest-host system

Amplified spontaneous emission (ASE) characteristics of a red fluorescent dye 4-(dicyanomethylene)-2-t-butyl-6(1,1,7,7-tetramethyljulolidyl-9-enyl)-4H-pyran (DCJTB) were significantly improved by assistant Förster energy transfer. The coguest-host system was composed of an electron transport organic molecule tris(8-hydroxyquinoline) aluminum (Alq₃) as host and a green fluorescent dye (10-(2-benzothiazolyl)-1,1,7,7-tetramethyl-2,3,6,7-tetrahydro-1H,5H,11H-[1]benzopyrano[6,7,8-ij]quinolizin-11-one) (C545T) as assistant dopant codoped with the guest red dye DCJTB as emitter in a matrix of polystyrene (PS). It was found that the threshold and loss were greatly reduced to 0.007 mJ?pulse^-1 and 7 cm^-1, and the gain was significantly enhanced to 52 cm^-1 by doping of C545T. The improvement of ASE performance in Alq₃:C545T:DCJTB film was attributed to the energy assistant effect of C545T, leading more exciton energy to transfer to DCJTB.     

Ir(ppy)3掺杂PVK体系发光特性的研究

对常温下磷光染料Ir(ppy)3掺杂PVK薄膜的光致发光(PL)和电致发光(EL)特性进行了研究。器件结构为ITO/PEDOT:PSS/PVK:Ir(ppy)3/BCP/Alq3/Al。实验发现随磷光材料掺杂浓度的不同,器件的发光性能发生变化。当浓度适宜时,主体材料PVK的发光很弱,主要为Ir(ppy)3的磷光发射。通过L-I-V特性曲线的比较,掺杂浓度为5%的光电性能最好,说明器件在掺杂浓度为5%时效果最佳。     

新型红色磷光铱配合物的合成与电致发光性能

设计并合成了含羟基配体8-苯并噻唑基2-萘酚(HNBT),并以其为辅助配体、2-苯基吡啶(ppy)为第一配体合成了红色磷光铱配合物Ir(ppy)₂(NBT)。采用真空蒸镀的方法,以Ir(ppy)₂(NBT)为发光中心制备了红色有机电致磷光器件,详细研究了配合物Ir(ppy)₂(NBT)的热稳定性、光物理与电致发光性能。值得注意的是,配合物Ir(ppy)₂(NBT)的发射谱图近似于高斯形状,只有一个位于614 nm的发射主峰,没有肩峰出现,且半峰宽仅为65 nm;此外,基于配合物Ir(ppy)₂(NBT)的最佳器件的最大亮度和效率分别是6 400 cd/m²和4.53 cd/A。     

一种基于蓝色荧光与磷光敏化技术的高显色指数白光有机电致发光器件的制备

通过采用4,4'-bis(9-ethyl-3-carbazovinylene)-1,1'-biphenyl (BCzVBi)为蓝色荧光发光单元,绿色磷光材料fac tris(2-phenylpyridine) iridium 敏化红色荧光材料4-(dicyanomethylene)-2-tert-butyl-6-(1,1,7,7-tetramethyljulolidin-4-yl-vinyl)-4H-pyran (DCJTB)为混合黄色发光单元,制备了一组白光有机电致发光器件。通过对染料掺杂浓度的优化,以及引入适当厚度的4,4-N,N-dicarbazole-biphenyl (CBP)作为中间层,获得了高效率、高显色指数的白光有机电致发光器件。器件在100 cd/m²亮度下的最高显色指数达到了90,此时的色坐标为(0.32,0.32), 非常接近白光等能点。该组器件的最大电流效率达到了11.00 cd/A,相应器件的最大亮度为13 330 cd/m²。