基于BCzVB的高效非掺杂蓝色有机电致发光器件

以超薄插入方式制备了基于BCzVB(1,4-bis[2-(3-N-ethylcarbazoryl)vinyl]benzene)的高效非掺杂蓝色有机电致发光器件.器件的结构为ITO/MoO 3/TAPC(1,1-bis((di-4-tolylamino)phenyl)cyclohexane,50 nm)/BCzVB(x nm)/CBP(4,4’-N,N’-dicarbazole-biphyenyl,20 nm)/BCzVB(x nm)/TPBi(1,3,5-tris(1-phenyl-1H-benzimidazol-2-yl)benzene,20 nm)/LiF(1.5 nm)/Al.当BCzVB厚度x为0.3 nm时,器件的最高亮度为12800 cd/cm^(2),最高外量子效率为2.1%(电流效率2.8 cd/A),CIE色坐标为(0.15,0.17).通过优化空穴注入层MoO 3的厚度,器件的最高亮度和外量子效率分别达到了14200 cd/cm^(2)和4.2%(电流效率为5.66 cd/A),外量子效率提升了一倍.这远超目前报道的基于BCzVB蓝色OLED的最高效率.

Al纳米颗粒高频局域等离激元效应对BCzVBi深蓝光有机发光器件发光效率的影响

蓝紫光有机电致发光器件难以提升发光效率.本文以BCzVBi作为深蓝荧光材料,把Al纳米颗粒引入ITO/:PEDOT:PSS/TAPC/BCzVBi:BCPO/TmPyPb/Liq/Al有机发光器件的TmPyPb电子传输层,尝试用A1纳米颗粒的高频局域等离激元效应来改善此问题.在室温真空蒸镀Al膜,厚度为1 nm时,形成尺寸在10 nm量级的分散纳米颗粒.将这种颗粒膜插入TmPyPb层内距离BCzVBi:BCPO发光层x=4,8,12 nm处,与没有Al层的对比器件相比,器件的电流密度和发光亮度都会因载流子迁移率变差而下降.但在x=8 nm,两者都显著回升.其机理可能在于,x<8 nm,会产生过强的荧光淬灭,而x>8 nm,到达Al颗粒的荧光衰减过多,又难以产生足够强的局域等离子体振荡.在x=8 nm,达到最大亮度的电压(9 V)没有变化,最大亮度从4200 Cd/m^(2)降到3500 Cd/m^(2),但电流密度也从335.19 mA/cm^(2)减小到145.71 mA/cm^(2),使得电流效率反而从0.88 Cd/A提高到2.36 Cd/A,从而把外量子效率提升了170%,效率滚降比则从78%降到30.5%,压减61%.在电流密度高达270 mA/cm^(2)时,电流效率和外量子效率也能提升66.5%.这些结果表明,Al纳米颗粒高频局域表面等离激元确实能够有效增强深蓝光有机发光二极管的发光性能.

微腔效应影响有机发光器件调制带宽特性研究

可见光通信(VLC)技术巧妙地融合了通信和照明或显示功能,为通信提供了高效便捷的方案。有机电致发光器件(OLED)作为最接近自然阳光的人造光源,在可见光通信系统的发射端展现出巨大的应用潜力。然而,受制于有机发光染料激子辐射复合速率较慢的限制,OLED在高频信号激励时响应速度较慢。为了克服这一限制,我们提出利用微腔结构,旨在通过微腔效应增强有机发光分子的自发辐射速率,从而改善器件的频率响应。研究结果表明,特定腔长的光学微腔引发的Purcell效应能够提升特定波长的光子态密度,从而加速其自发辐射速率。这种增强效应成功地将调制带宽从4 kHz提高到7 kHz,拓展了近75%的响应频率范围。

主客体掺杂的电化学共聚合发光薄膜的高性能有机电致发光器件研究

电化学聚合发光薄膜虽已成功应用于有机电致发光器件中,但其发光性能仍与旋涂薄膜和蒸镀薄膜相距甚远。因此,提高电聚合发光薄膜的发光性能仍然是一个艰难的挑战。电化学共聚合是提高薄膜发光性能的有效方法。以DBTSo和TCSoC作为主体分别与TCBzC客体共聚合,共聚合后薄膜的平整性和致密性都得到了改善。DBTSo结构与TCBzC相差较大,形成的共聚合薄膜发光性能较差。TCSoC的结构与TCBzC相似,共聚合发光器件的最大发光亮度为2300cd/m^(2),最大发光效率为2.06cd/A。与TCBzC器件相比,最大亮度提高了88%,最大效率提高了1.67倍,为电化学聚合发光薄膜性能的提升提供了一个选择方案。

有机电致发光器件及显示驱动研究进展

经过30多年的发展,得益于对高效有机半导体材料、新型器件结构、器件工作机理的深入理解以及产业界坚持不懈的工程探索,有机发光二极管(Organic light‑emitting diodes,OLEDs)的综合性能取得了突破性进展,并成功实现了商业化应用,OLEDs新型显示已成为新一代信息技术的先导性支柱产业。本文将从OLEDs器件角度阐述有机电致发光器件以及显示驱动的研究进展,首先结合光电器件性能提升介绍OLED的基本器件结构演变过程,随后系统性重点阐述现阶段产业上广泛使用以及极具应用前景的器件结构,包括p‑i‑n OLEDs器件结构、叠层器件结构、非掺杂器件结构,最后简述OLEDs显示驱动技术,以期为相关科研工作者提供一些有益的参考。

共掺杂PEDOT∶PSS薄膜改善有机电致发光器件性能

为了克服PEDOT∶PSS作为空穴注入层时强酸性和低导电性的问题,采用将适量咪唑和碘化铯共掺杂于PEDOT∶PSS的方法,制备了高效有机电致发光器件(OLEDs)。结果表明:有效调节PEDOT∶PSS的酸碱性,可提高PEDOT∶PSS的空穴注入能力,使载流子传输更加平衡。与纯PEDOT∶PSS作空穴注入层的OLEDs相比,优化后器件的最大亮度和电流效率分别提高了30%和31%。该研究为掺杂PEDOT∶PSS为空穴注入层在OLEDs领域的研究提供了理论和实验参考。

薄膜电致发光器件的光功率耗散特性

针对薄膜型电致发光器件中的光损耗限制器件外部量子效率问题,提出结合多层薄膜结构和经典电磁学理论,研究薄膜型电致发光器件的光功率耗散特性.分别讨论了发光层的折射率以及器件结构对器件光功率耗散特性的影响.结果表明:使用高折射率的发光层,可以显著降低器件中表面等离极化激元引起的光损耗;由于不存在波导和衬底模式,顶发射器件结构在光取出效率方面上具有优势.

基于激基复合物型双母体磷光有机电致发光器件研制

利用电子给体材料mTPA-PPI和电子受体材料PO-T2T,实现了一种具有显著热活化延迟荧光特性的激基复合物,通过时间分辨谱技术,探明了mTPA-PPI∶PO-T2T间激子的反系间窜越、瞬时荧光、延迟荧光等激子动力学过程;研制了基于mTPA-PPI∶PO-T2T双母体的高性能磷光OLED器件,通过高效的反系间窜越过程,提升了三线态激子的利用率,有效提高了器件效率,缓解了高电流密度下的效率滚降。基于激基复合物双母体红光磷光器件的最大电流效率、功率效率、外部量子效率分别为20.3 cd/A,18.6 lm/W和11.54%,分别是单母体器件的1.4,1.2,1.5倍,此外,双母体器件的最高亮度高达25 410 cd/m^(2),是单母体器件最高亮度的3.9倍。

高色纯度有机发光器件研究进展

为了使有机发光显示技术满足国际电信联盟为超高清电视所制定的色域标准(BT 2020),高色纯度有机发光器件(OLED)的研究与开发具有重要意义。本文分别从窄带发光OLED材料和微腔OLED器件两方面介绍高色纯度有机发光器件的重要研究进展。首先,分析了分子的振动耦合对有机发光材料色纯度的影响,并针对荧光、磷光和热激活延迟荧光(TADF)3种材料,分别讨论了目前改善有机发光色纯度的方法,总结了最新的材料设计策略与研究结果。然后,介绍了微腔效应的原理,分析其对有机发光器件光谱的修饰与窄化作用,并介绍了利用微腔效应实现高色纯度发光的器件结构设计与优化方案。最后,讨论了高色纯度OLED器件在显示领域的未来前景与挑战。

深蓝光发射碳点的改性及在电致发光器件中的应用

深蓝色电致发光二极管(LED)在显示和照明领域中发挥着至关重要的作用。然而,目前报道的蓝色发光二极管的发射波长仅能达到460~480 nm,难以实现更短波长的发射。柠檬酸和尿素体系碳点作为一种荧光可调的发光材料,在深蓝发光方面具有优势。然而,柠檬酸尿素体系碳点是由富含亲水性官能团的小分子作为前驱体合成,因此,合成的碳点为亲水性碳点,严重限制了其在电致发光器件中应用。在此,本工作提出了一种以柠檬酸和尿素为前驱体,油胺为表面改性剂,一锅法合成疏水性碳点的方法,通过油胺中的氨基与碳点表面的羧基进行酰胺化反应,使油胺的长链烷烃包覆在碳点表面,实现疏水性碳点的可控合成,保持了碳点的深蓝光发射,并将其成功应用于电致发光器件。

Alq_(3)/HAT-CN叠层电致发光器件的激子调控机制探究

叠层有机电致发光器件(organic electroluminescent device,OLED)因寿命长和电流效率高等优点引起广泛关注.本文利用Alq_(3)/HAT-CN作为中间连接层制备了双发光单元叠层OLED,对其光电性能和激子调控机制探究.结果表明,在80 mA/cm^(2)电流密度下,叠层OLED的亮度(11189.86 cd/m^(2))和效率(13.85 cd/A)达到了单发光单元OLED(亮度和效率分别为4007.14 cd/m^(2)和5.00 cd/A)的2.7倍.在室温下,磁场诱导极化子对发生系间窜越(intersystem crossing,ISC),增加三重态激子(triplet exciton,T_(1))浓度,促进电荷散射,使磁电致发光(magneto-electroluminescence,MEL)低磁场快速增加和高磁场缓慢上升.当固定电流,Alq_(3)/HATCN器件中未复合的电荷较少,导致T_(1)与电荷湮灭(triplet-charge annihilation,TQA)减弱,致使MEL上升幅度最小.随电流增大,T_(1)浓度升高使TQA增强而ISC减弱.降低温度,电荷减弱,T_(1)浓度增大,使T_(1)湮灭(triplet-triplet annihilation,TTA)增强.因此,通过改变注入电流和温度可调控T_(1)的浓度,进而影响ISC,TQA和TTA的强弱,导致直接发光的单重态激子数量的增加,最终引起叠层OLED发光效率的提高.总之,本工作有助于深入理解小分子叠层OLED发光机制,对探明其光电性能提高的机理具有重要意义.

柔性交流电致发光器件的光电性能优化与自供电集成研究

以掺铜硫化锌(ZnS:Cu)荧光粉为发光分子,聚二甲基硅氧烷(PDMS)和钛酸钡(Ba‑TiO3)为绝缘材料,采用刮涂技术在ITO/PET电极上制备了柔性ACEL器件,研究了复合发光层不同材料掺比、驱动电压和频率对器件光电性能的影响。结果表明,随着荧光粉和钛酸钡含量的增加,柔性ACEL器件的亮度增加;当ZnS:Cu/BaTiO_(3)/PDMS=2∶2∶1时,器件性能最佳,可以达到较低的开启电压,40 V(2 kHz)时亮度为1.16 cd/m^(2)。最后,将柔性ACEL与垂直接触分离式摩擦纳米发电机进行集成,TENG最大输出电压可达360 V和输出电流46μA左右,可以点亮柔性ACEL器件。该自供电柔性ACEL器件为穿戴显示和交互提供了一种新的方法。

CdZnSe/ZnSe/ZnSeS量子点材料的制备及其量子点电致发光器件性能研究

量子点(QDs)材料由于其出色单色性,发光可调等优点,在电致器件方面得到了快速的发展。文章研究通过物理方法在QDs核生长的过程中用溶剂稀释单体的浓度,减少QDs核的生长时间,从而可在不改变化学成分比例的基础上改变QDs的发光波长。进一步通过包覆ZnSe与ZnSeS壳层对发光波长进行调制,最终得到光致波长在540 nm的绿色QDs。通过对比实验以及LaMer模型解释了发生变色的原理。仅在核的生长阶段进行干涉才能控制QDs的发光峰位。同时发现提高QDs外壳的包覆温度对QDs的缺陷的减少有积极作用。随后将得到的QDs用于制备量子点电致发光器件,在8 V电压下得到了348993 Cd/m^(2)的亮度,以及32 Cd/A的电流效率。另外,该方法可以为其它类型的由热注入法制备的纳米材料制备提供新的思路。

基于岛-桥结构的可拉伸发光器件研究进展

基于岛-桥结构的可拉伸发光器件阵列是当前实现可拉伸显示器的重要方案之一,受到广泛关注。本文汇总了过去十几年中关于岛-桥结构可拉伸发光器件阵列的相关研究内容,对各个器件的性能和特点进行综述。围绕器件的拉伸性、机械稳定性和显示质量等核心问题,重点介绍了发光单元之间可拉伸导线(互连桥)的形状设计与材料选择方案,并对已报道的高像素密度集成策略、阵列拉伸应变分布优化策略和阵列像素密度因拉伸度增大而降低问题的解决方案进行了总结。目前,基于岛-桥结构的可拉伸发光显示阵列研究还处于初级阶段,器件的设计、制备和实现高性能还面临许多挑战,本综述旨在通过对当前研究的总结,为推动可拉伸显示器的发展做出一些贡献。

柔性ZnS∶Cu电致发光器件制备和性能研究

采用喷墨印制工艺在聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)膜表面制备纳米银线(AgNWs)柔性透明导电膜。以纳米银线柔性透明导电膜分别作为顶电极和底电极,ZnS∶Cu为发光层,聚二甲基硅氧烷(PDMS)为介质层和包装层,采用旋涂工艺制备AgNWs/ZnS∶Cu&PDMS/AgNWs结构的柔性电致发光器件,并研究了电极的光电性能、介质层性能以及施加电压对器件性能的影响。研究表明,良好光电性的电极和高介电常数的介质层有利于提升器件发光强度。当以方阻20Ω/和透光度(550 nm)63.9%的薄膜作为电极,BaTiO3和PDMS混合作为介质层时,施加200 V电压时器件的发光强度可达2.61 cd·m^(-2),施加300 V电压时器件的发光强度可达6.41 cd·m^(-2)。器件弯曲180°后仍具有良好的电致发光特性。采用喷墨印制工艺制备4 cm×4 cm花朵图案的纳米银线柔性透明导电膜分别作为顶电极和底电极,ZnS∶Cu为发光层,BaTiO3和PDMS作为介质层和包装层,制备电致发光器件,在200 V(50 Hz)的交流电源驱动下,器件具有良好的电致发光特性,表明喷墨印制工艺制备的柔性透明导电膜有望应用于新一代的柔性光电器件。

GaYAG荧光粉及发光器件的制备和发光性能研究

将镓盐、铝盐、钇盐和铈盐配成混合溶液体系,采用共沉淀法经高温还原反应得到GaYAG荧光粉,将GaYAG荧光粉与红色荧光粉混合可以制备LED封装灯珠。采用X射线衍射(XRD)、扫描电镜、光致发光、热猝灭分析等分析测试方法对GaYAG荧光粉制备过程的物理化学变化和发光性能进行研究,结果表明,采用共沉淀法制备的GaYAG荧光粉的发射峰位为520~535 nm,中心粒度为22~26μm,颗粒近似球形且无聚集。同时,利用GaYAG荧光粉制备的发光器件具备高光通量和高热稳定性,色容差良率高,性能稳定。因此,共沉淀法比传统的高温固相法在制备、产品形貌等方面具有明显的优势,可以作为荧光粉制备的一种经济可行的方法。

基于超薄透明Ag_(2)O/Ag阳极的高效有机电致发光器件

提出了一种通过在玻璃衬底表面引入氧化银种子层的方法,成功制备了具有良好表面、光学、电学特性的超薄透明导电Ag薄膜。首先,在玻璃衬底上用热沉积的方法生长1 nm Ag薄膜,然后对该薄膜进行空气等离子体处理,生成氧化银种子层,该种子层可抑制Ag原子的随机迁移,提高随后沉积Ag原子成核密度,从而促进Ag原子快速成膜。以该超薄透明氧化银/银薄膜为阳极,实现了一种高效磷光有机电致发光器件,器件的最大电流效率、功率效率分别为60.4 cd·A^(-1)和63.2 lm·W^(-1),是常规ITO器件的1.45倍和1.60倍。该研究结果表明,以氧化银为种子层的超薄透明Ag薄膜是极具发展潜力的透明导电电极。

效率增强的新型蓝色有机发光器件

使用一种新型空穴传输材料J0 5 0 3制备了不同结构、不同发光层厚度的两组蓝色发光器件 ,其结构为 :ITO/CuPc/J0 5 0 3 /JBEM∶perylene/Alq3 /LiF/Al和ITO/CuPc/J0 5 0 3 /JBEM∶perylene/TPBi/Alq3 /LiF/Al,这里CuPc(Copperphthalocyanine)和LiF分别为空穴注入层 (HIL)和电子注入层 (EIL) ,J0 5 0 3为空穴传输层 (HTL) ,JBEM( 9,1 0 bis( 3 5 diaryl)phenylanthracene)为发光层 (EML) ,TPBi( 1 ,3 ,5 tri(phenyl 2 benzimidazole) benzene)为空穴阻挡层 (HBL) ,Alq3 (tris( 8 quinolinolato)aluminiumcomplex)为电子传输层 (ETL)。两种结构中前者为无阻挡层的普通型结构 ,后者在发光层和电子传输层中加入了空穴阻挡层 ,是新型阻挡层结构。研究了空穴阻挡层的引入在不同厚度发光层时对器件发光性能的影响 ,结果表明 ,新型阻挡层结构能明显提高器件的亮度和效率 ,但依赖于发光层厚度 ,利用能级图分析了其中的原因。

三芳胺聚西夫碱作为空穴输送层的有机发光器件的研制

报导了利用自制的三芳胺聚西夫碱作为空穴输送层制成了有机电致发光器件。它的结构为阳极/ITO/schiff/Alq3/Al/阴极。空穴输送层和发光层的厚度均为60nm,发光频谱峰值在500nm附近,较Alq3的发光频谱峰值向短波方向有所移动。

有机电致发光器件的驱动技术

只有结合良好的驱动技术才能将OLED的特点表现出来。OLED的驱动方式可分为有源驱动和无源驱动,分别对这两种驱动技术作一评述。OLED需结合TFT有源驱动技术才有可能进一步发展,而LTPSTFT技术几乎是惟一的选择。使用数字驱动电路是目前的发展趋势。