面向显示应用的胶体量子点电致发光二极管:进展与挑战

胶体量子点(Quantum dots,QDs)具有发光波长易调谐、窄发射、高效率等优点,且相应的量子点发光二极管(Quantum dots light emitting diodes,QLEDs)具有可溶液处理、低成本的制造工艺,有利于实现下一代广色域、高对比度、大面积和柔性显示。然而,基于QLED的显示应用还存在器件性能和图案化技术等方面的挑战。随着材料和器件的优化,QLED显示研究得到了进一步的发展。本文首先介绍了面向显示应用的QDs和QLED的发展历程,然后说明QLED在显示应用方面的挑战和研究进展,最后总结全文并展望显示领域的发展方向。

聚合物电致发光二极管发光层中的电场分布

以单层聚对苯乙炔 (PPV)薄膜发光二极管为例 ,研究其薄膜中的电场分布 ,探讨其电场分布对载流子注入、输运和复合的影响。研究结果有助于揭示其发光机理 ,为提高发光效率提供了有益的启示。

含二唑的聚(间亚苯乙烯)电致发光二极管

含二唑的聚（间亚苯乙烯）电致发光二极管印寿根李晨曦黄文强何炳林（南开大学吸附分离功能高分子材料国家重点实验室高分子化学研究所天津３０００７１）彭俊彪刘星元李文连（中国科学院长春物理研究所长春１３００２１）关键词电致发光，光电子能谱，聚（间亚苯...

基于激子阻挡层的高效率绿光钙钛矿电致发光二极管

金属卤化物钙钛矿材料由于具有高的光致发光量子产率、高色纯度、带隙可调等杰出的光学性能,被作为发光材料广泛地用于制备钙钛矿电致发光二极管(perovskite light-emitting diodes,PeLEDs).虽然取得了较好的研究进展,但是其效率和稳定性还未达到商业化的要求,还需要进一步提高.为了提高PeLEDs的效率和稳定性,本文使用旋涂法,引入了一种具有宽带隙和较好空穴传输能力的有机小分子材料4,4′-cyclohexylidenebis[N,N-bis(p-tolyl)aniline](TAPC)作为激子阻挡层,获得了效率和寿命都得到提高的全无机PeLEDs.研究表明,PeLEDs效率和寿命得到提高的物理机制主要源于两方面:1)TAPC具有恰当的最高占有分子轨道能级,与PEDOT:PSS的最高占有分子轨道能级和CsPbBr3的价带边形成了阶梯式能级分布,有利于空穴注入和传输;同时TAPC具有较高的最低未占分子轨道能级,能够有效地阻止电子泄漏到阳极端,并能很好地将电子和激子限制在发光层内;2)TAPC层的引入可以避免钙钛矿发光层与强酸性的空穴注入材料Poly(3,4-ethylenedioxythiophene):poly(p-styrene sulfonate)(PEDOT:PSS)的直接接触,进而免除钙钛矿发光层由于与PEDOT:PSS的直接接触所导致的激子淬灭,从而提高了激子的发光辐射复合率.

基于磷光材料的电致发光二极管研究进展

电致发光二极管(LEDs)具有能耗低、寿命长、绿色环保等优点,在固态照明、全色显示等领域具有广阔的应用前景。与传统的荧光电致LEDs相比,磷光电致LEDs能够同时利用单重态和三重态激子,理论上可以使器件的内量子效率达到100%,突破5%的外量子效率极限。因此,发展高效的磷光材料以及实现其在电致LEDs中的应用是非常有意义的。本文综述了目前主要的磷光材料,包括有机金属配合物、纯有机分子、聚合物、金属有机框架材料和碳量子点等,并总结了稀有金属配合物和纯有机分子在电致磷光LEDs中的研究进展,同时对电致磷光LEDs的发展前景进行展望。

Ag-In-Zn-S四元半导体纳米晶的可控制备及其在电致发光二极管中的应用

Ag-In-Zn-S四元半导体纳米晶(以下简称AIZS NCs)不仅具有传统半导体纳米晶带隙可调、发光效率高等优异的发光特性,同时凭借其低毒和合成工艺简单等优点,在发光二极管、生物医学和光电转换等领域得到了广泛应用,成为传统镉基半导体纳米材料的有力竞争者之一。本文通过一步反应法制备出发光性能良好的AIZS NCs,并通过组分调控扩大其发光范围,使其发光颜色从绿光调至红光。在此基础上,采用注射法研究了AIZS NCs的形成过程,证明AIZS纳米晶的形成是阳离子交换反应发生的结果。为了进一步提高其发光性能,采用种子生长法继续在AIZS纳米晶中引入Zn源形成合金型AIZS-ZnS NCs,使其光致发光量子产率达到47%。最后,采用全溶液处理方法以AIZS-ZnS NCs作为发光层构筑了绿、黄和红三色电致发光二极管,其中黄光电致发光二极管的电流效率达到了1.07 cd·A^(-1)。

喷墨打印量子点电致发光显示关键材料与技术的前世与今生

胶体半导体量子点因其独特的纳米级传输效应、自发光特性以及与大面积工业印刷工艺兼容的流变学属性而备受学术界和工业界的关注。喷墨打印作为一种新兴技术,有望实现新一代可印刷、大面积、高性能图案化量子点发光二极管(QLED)。然而,目前喷墨打印QLED的制备过程存在墨水配方不当造成的界面侵蚀以及成膜后发光效率降低等问题,导致其性能与旋涂器件存在较大差距。本文首先概述了量子点显示技术的基本概念及发展现状,分析了三种喷墨打印技术的分类、原理及其优缺点。然后介绍了含镉、含铅和无铅无镉三类量子点,分析了它们在喷墨打印QLED中的研究进展,接着重点介绍了利用喷墨打印实现高性能QLED的几种典型策略,最后展望了喷墨打印QLED的发展趋势和美好前景。

聚合物电致发光二极管面光源的热分析

针对聚合物电致发光二极管(PLED)面光源的结构特点,建立了PLED面光源正负极双通道的散热模型。采用有限元分析软件对PLED面光源在光强为1000 cd/m2时的热特性进行模拟,获得其在自然对流和强制对流下的温度场分布图,从仿真结果知PLED器件的最高温度TH均处于PFO-BT发光层,分别为43.934℃和26.234℃。模拟PLED面光源由开始加载电压至光强为5000 cd/m2的全过程,获得PLED面光源最高温度TH与输入功率P之间线性关系。通过改变PLED面光源电极形状及开口率大小,分别模拟得出其对PLED面光源热特性的影响。仿真结果表明电极形状是PLED面光源最高温度TH重要影响因素之一,采用圆形电极更有利于PLED面光源散热,PLED面光源最高温度TH随着开口率增大而增大,但并非呈现简单线性关系。PLED面光源的热学研究结果为其优化设计提供了理论依据。

聚合物电致发光二极管热特性研究

采用ANSYS有限元分析软件中热分析结构单元,对聚合物电致发光二极管(PLED)在光强为1000cd/m2时的热特性进行模拟,获得其温度场、热流分布及温度梯度的分布图,从仿真结果知PLED器件的最高温度为45.968℃,处于PFO-BT发光层,最低温度为45.95℃,处于石英玻璃基底末端.计算得出聚合物发光器件总热阻为1305℃/W,聚合物发光层至石英玻璃基底末端热阻为1℃/W.通过改变PLED器件输入功率、基底材料以及基底厚度3个参数,分别模拟得出其对PLED器件热特性的影响,仿真结果表明器件最高温度TH与输入功率P显现良好的线性关系;不同基底材料对器件温度影响小,负极端为器件主要散热通径;当基底厚度不断增加时,PLED器件最高温度随着增加,而最低温度不断减少,器件总热阻基本不变,发光层至石英基底末端热阻线性增大.

以N-乙基-4-乙酰胺基-1,8-萘亚胺为发光层的电致发光二极管

合成了Ｎ乙基４乙酰胺基１，８萘亚胺（ＮＡ）。结果表明，以ＮＡ为发光层，聚乙烯咔唑（ＰＶＫ）为空穴传输层的多层薄膜发光器件Ａｌ／ＮＡ／ＰＶＫ／ＩＴＯ，在正相驱动电压为２７５Ｖ时，可获得１５０ｃｄ／ｍ２的Ｎ乙基４乙酰胺基１，８萘亚胺（ＮＡ）的黄绿光。

软硬段交替型蓝绿色发光共聚物及其电致发光性能研究

合成了一种分子主链由发光链段-1,5 二(3,5 二甲氧基苯乙烯基)萘与柔性隔离链段—三缩二乙二醇组成的交替型蓝绿色发光聚合物(TEO VN)。该聚合物能溶于氯仿、甲苯、二氯甲烷等有机溶剂中,旋涂制成的薄膜高度透明、均匀、无针孔。其Tg为42℃。TEO VN具有优异的耐热稳定性,在氮气中的最低分解温度高达409℃。对其发光性能的研究表明,TEO VN是一种典型的蓝绿色发光聚合物,其最大发射峰处于499nm。以TEO VN装配的发光二极管(LED)的起亮电压为5V,在正向偏压为20V时,最大发光亮度为275cd/m2。

有机添加剂在钙钛矿电致发光器件中的应用

为了得到高色纯度、高发光效率且制备方法简单的深红光钙钛矿电致发光器件(LED),本文选用乙胺碘(Ethylammonium Iodide(EAI))作为有机添加剂,掺杂在溶剂为N’N-二甲基甲酰胺(DMF)的CsPbBr0.5I2.5钙钛矿前驱体溶液中,采用旋涂的方法且在不使用反溶剂的情况下,得到不同EAI掺杂比例的钙钛矿薄膜。经研究发现,当掺杂摩尔比例为0.5∶1(EAI∶Pb2+)时,钙钛矿薄膜平整致密,经钝化后的钙钛矿晶粒最小,约为40 nm。以此钙钛矿薄膜为发光层,制备结构为ITO(90 nm)/PVK(30 nm)/perovskite(40 nm)/TPBi(55 nm)/CsF(1.2 nm)/Al(120 nm)的深红光钙钛矿发光器件,其启亮电压为2.7 V,最大亮度为320 cd/m2,最大外量子效率(EQE)为7%,发光峰为680 nm,色坐标为(0.71,0.28)。因此,有机添加剂EAI可以有效抑制钙钛矿大晶粒生长,同时降低缺陷态密度,利用简单的溶液加工技术和分子尺度自组装工艺得到了高质量薄膜,进而制备出性能优良的深红光钙钛矿LED。

本征导电聚合物开发的最新进展

本征导电聚合物是一种新型功能高分子材料 ,因具有独特的化学、电化学和光学性能 ,在能源、电磁屏蔽和电致发光等领域有着广阔的应用前景 .本文扼要综述本征导电聚合物的开发现状和目前存在的问题 。

PVK三线态激基复合物的发光及其受紫外光辐照的影响

用不同溶剂中的前驱物旋涂成PVK层,制备了ITO/PEDOT:PSS/PVK/Ca:Al器件,以及相同结构不同PVK分子量的器件。通过测试分析认为:器件的电致发光谱中590nm波长处的发光峰来自于PVK三线态的激基复合物,并且发现其强度依赖于PVK的分子构型,即在PVK分子中相邻咔唑基团重叠程度。通过比较不同紫外辐照剂量后的PVK器件的发光,发现适度的UV辐照后的PVK分子构型中相邻咔唑基团处于全重叠的状态增加,在电致发光时会形成更多的三线态激子,因而提高了PLED器件的发光效率。

以碱金属盐为阴极界面层的有机光电器件的制备及性能

以碱金属盐Li F,Na F,Cs F和Cs2CO3作为阴极界面材料,制备了高效率有机小分子电致发光二极管(SMOLEDs)、聚合物电致发光二极管(PLEDs)及聚合物太阳能电池(PSCs).在SMOLEDs和PLEDs中,Cs F作为阴极界面层的器件流明效率和功率效率最高.在以聚对苯乙烯撑(P-PPV)为发光层的PLEDs中,Cs F作为阴极界面层的器件最大流明效率可达17.85 cd/A,比Li F作为阴极界面层的器件流明效率提高近300%.在以聚(3-己基噻吩)(P3HT)∶[6,6]-苯基-C61-丁酸甲酯(PC61BM)为活性层的PSCs中,当Li F为阴极界面层时,器件功率转换效率(PCE)可达4.12%.而以Na F,Cs2CO3和Cs F为阴极界面层时,PCE分别为3.72%,3.55%和3.2%.这是因为从上述碱金属盐中分解出来的碱金属原子扩散进入器件的有机层并对有机层进行了n型掺杂,影响了器件的电流密度和效率.

苝酰亚胺衍生物的合成及其应用进展

总结了苝酰亚胺衍生物的合成,评述了其在有机场效应晶体管、太阳能电池、电致发光二极管和生物等领域中的应用与发展同时,讨论了苝酰亚胺衍生物今后的发展方向。