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。

高效白色磷光有机电致发光器件

采用真空热蒸镀方法以4,4′-bis(carbazol-9-yl)biphenyl(CBP)为主体材料、以bis[2-(4-tert-butylphenyl)benzothiazolato-N,C2′]iridium(acetylacetonate)[(t-bt)2Ir(acac)]磷光染料为掺杂剂构成黄色发光层,制备了高效白光的有机电致发光器件(OLEDs).OLEDs的器件结构为indium tin oxide(ITO)/N,N′-bis-(1-naphthyl)-N,N′-biphenyl-1,1′-biphenyl-4,4′-diamine(NPB)/CBP:(t-bt)2Ir(acac)/NPB/2,9-dimethyl-4,7-diphenyl-1,10-phenanthroline(BCP)/8-hydroxyquinoline aluminum(Alq3)/Mg∶Ag,从ITO阳极开始的第一层NPB为空穴传输层,第二层超薄的NPB为蓝色发光层,BCP为空穴阻挡层和激子阻挡层,Alq3为电子传输层.结果表明,器件电压在3V启亮,在16.5V时,器件的最高亮度达到15460cd·m-2;在4V时,器件达到最大流明效率为7.5lm·W-1,器件启亮后所发出的白光光谱在低电压时随电压变化有稍微的移动,但是都在白光范围内变化.在电压达到8V后Commission Internationale de l′Eclairage(国际照明委员会)(CIE)色坐标为(0.33,0.32),并且光谱及色坐标稳定,不随电压变化而改变,与最佳的白光坐标(0.33,0.33)几乎重合.同时,从机理上解释了光谱移动和效率衰减的原因,并探讨了载流子陷阱和能量传递的关系.

以CBP为主体的高色纯度红色磷光有机电致发光器件

以铱配合物红色磷光体Ir(piq)2(acac)为掺杂剂,制备了基于CBP材料的一系列红色电致磷光器件(PLED),其结构为ITO/CuPC(1nm)/Ir(piq)2(acac):CBP(25nm)/BCP(10nm)/Alq3(35nm)/LiF(1nm)/Al(100nm),对4种不同的掺杂剂浓度进行了比较,研究了它们的电致发光特性。得出了Ir(piq)2(acac)的最佳掺杂比为8%,此时器件的色坐标都非常接近标准红色,且色纯度超过了98%以上;在16V时,色坐标为(x=0.67,y=0.32),色纯度为99.74%,基本满足了全色显示对红色发光的要求。

聚合物掺杂的高亮度磷光有机电致发光器件

采用新型贵金属铱的配合物(pbi)2Ir(acac)作为客体磷光发光材料,分别以4%和5%(w)的浓度掺杂于聚合物主体材料poly(N-vinylcarbazole)(PVK)中,利用旋涂工艺制备了结构为indium-tin oxide(ITO)/PVK:(pbi)2Ir(acac)/2,9-二甲基-4,7-二苯基-1,10-菲咯啉(BCP)/Mg∶Ag的有机电致发光器件,对磷光材料(pbi)2Ir(acac)的紫外-可见吸收光谱、光致发光光谱以及聚合物掺杂的磷光器件的电致发光特性进行了研究.结果表明,两种掺杂浓度的器件均具有8V左右的启亮电压,器件在启亮后的最大流明效率分别为1.53和1.31lm·W-1,最大亮度分别为11210和9174cd·m-2;同时,器件的电致发光光谱与色坐标均不随偏置电压和客体掺杂浓度的变化而改变,具有稳定的色纯度.分析了主体材料PVK到磷光客体(pbi)2Ir(acac)的能量转移机制,并探讨了随着器件电流密度和客体掺杂浓度的逐渐增加,器件流明效率的变化趋势.

间隔层对红绿磷光有机电致发光器件发光性能的影响

制备了结构为ITO/MoO3(40nm)/NPB(40nm)/TCTA(10nm)/CBP∶GIr1(14%)∶R-4B(2%)(20nm)/间隔层(3nm)/CBP∶GIr1(14%)∶R-4B(2%)(10nm)/BCP(10nm)/Alq3(40nm)/LiF(1nm)/Al(100nm)的有机电致发光器件,间隔层分别为CBP,TCTA,TPBI和BCP,GIr1和R-4B分别为绿红磷光材料。通过加入不同间隔层来调控载流子和激子在发光层内的分布并研究了其对器件发光性能的影响。研究表明TCTA,TPBI和BCP分别作为间隔层的器件较CBP为间隔层的参考器件,电压为6V时,电流效率分别高出59%,79%和93%,以BCP为间隔层的器件效率最高达到22.58cd·A-1;TPBI和BCP为间隔层相对于以TCTA为间隔层的器件,在较高的电流密度下,效率滚降更小。分析原因TCTA间隔层较高的LUMO能级和三线态能量将电子和激子限制在较窄的复合区域,提高了载流子相遇形成激子的概率,在较高电流密度下猝灭也更严重;TPBI和BCP由于具有较高的HOMO能级和电子传输能力,拓宽了激子的复合区域。间隔层引起电子或空穴的累积,形成较高的空间电场,有利于发光层相应载流子的注入与传输。由于发光层掺杂方式为红绿共掺,器件均获得了较好的色坐标稳定性。

TCTA对红绿磷光有机电致发光器件发光层激子的调控作用

制备了结构为ITO/MoO3(50 nm)/NPB(40 nm)/TCTA(10 nm)/CBP:14%GIr1(30 nm)/TCTA(x)/CBP:2%R-4B(10 nm)/BCP(10 nm)/Alq3(40 nm)/LiF(1 nm)/Al(100 nm)的红绿磷光有机电致发光器件,GIr1和R-4B分别为红、绿磷光染料。通过在红绿间插入较薄间隔层TCTA的方法,调节载流子、激子在红绿发光层中的分布,并结合TCTA和BCP对发光层内载流子和激子的有效阻挡作用,研究了载流子调控层TCTA在不同厚度下对器件发光性能的影响。结果表明,TCTA为1 nm时,器件的发光性能得到了很好的提升。电压为6 V时,TCTA为1 nm器件的电流密度、亮度、最大电流效率分别为0.509 mA/cm2、69.91 cd/m2和13.72 cd/A,而TCTA为0 nm器件的电流密度、亮度、最大电流效率分别为1.848 mA/cm2、215.7 cd/m2和11.67 cd/A。

聚合物主体材料在磷光有机电致发光器件中的研究进展

综述了近几年用于磷光有机电致发光器件的聚合物主体材料的研究进展,着重介绍了聚咔唑类主体材料、聚芴类主体材料、聚苯乙烯类主体材料和聚间苯基类主体材料的结构单元的设计与修饰以及磷光器件性能的研究进展。同时,还展望了磷光聚合物主体材料的发展前景,提出了今后磷光聚合物主体材料的发展方向。

主体材料对红光磷光有机电致发光器件性能的影响

以喹啉氮杂环类铱配合物[(PPQ)2Ir(acac)]为客体,以聚乙烯咔唑(PVK)、聚(9.9-二辛基)芴(PFO)及其衍生物(PFB、PFG)为主体,分别制备了四种红光有机电致发光器件,并考察了在1.0wt%掺杂浓度下不同器件的电流密度-电压、亮度-电压及效率-电流密度特性曲线,结果表明以PFO作为主体材料时,有机电致发光器件的性能最好,在10伏工作电压下得到了发光亮度为1792cd/m2,发光效率为6.16cd/A的高性能红光器件。

高效率的蓝色磷光有机电致发光器件

制备了基于双母体结构的高效率蓝色磷光有机电致发光器件。通过与采用单母体结构和双发光层结构的器件性能进行对比,发现双母体结构的应用对蓝光器件的性能起到了明显的提升作用。双母体蓝光器件的最大效率为14.9 cd/A(13.3 lm/W),最大亮度达到10 440 cd/m^2,其开启电压仅为2.7 V。蓝光器件同时展示出低的效率滚降特性,在100~5 000 cd/m^2范围内,器件的效率滚降仅为35.3%。在3~8 V的电压变化内,器件的色坐标一直位于蓝光区域。

基于量子阱结构的高效磷光有机电致发光器件

采用多重量子阱结构制作了高效红色磷光有机电致发光器件。以4,4'-bis(N-carbazolyl)-1,10-biphenyl(CBP)掺杂bis(1-phenyl-isoquinoline)(Acetylacetonato)iridium(Ⅲ)(Ir(piq)2(acac))为发光层,4,4'-bis(N-carbazolyl)-1,10-biphenyl(Bphen)为电荷控制层,形成了Ⅱ型双量子阱结构,器件的最大亮度为15 000 cd/m2,最大电流效率为7.4 cd/A,相对于参考器件提高了21%。研究结果表明:以Bphen为电荷控制层形成的Ⅱ型多重量子阱结构能有效地将载流子和激子限制在势阱中,并且使空穴和电子的注入更加平衡,从而提高了载流子复合的几率和器件的效率。

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.

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。

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[Ir(ppy)3]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。

绿红双发光层有机电致磷光器件的载流子调控研究

制备了结构为ITO/MoO3(40nm)/NPB(40nm)/TCTA(10nm)/CBP∶GIR1(14%)(x)/CBP∶R-4B(6%)(30-x)/BCP(10nm)/AlQ(40nm)/LiF(1nm)/AL(100nm)的绿红磷光器件。通过调节红绿发光层的相对厚度,对器件的发光性能进行了研究。结果表明:x为15nm,电压为6V,电流密度为255.6mA/cm2,得到最高电流效率为15.4cd/A,红色发光峰值强度相对较大,绿色峰值稍弱的电致发光光谱。分析原因可能是掺杂染料与临近层的能级匹配和浓度等会影响发光层载流子注入与传输;空穴及电子阻挡层对发光层内载流子和激子的有效限制作用会提高掺杂染料在发光层的复合几率;另外,CBP的空穴迁移率大于电子迁移率,发光的主要区域位于发光层与BCP界面,掺杂于该区域的R-4B具有较高的发光强度。

红色磷光微腔有机电致发光器件的发光性能

制备了结构为G/DBR/ITO/Mo O3(1 nm)/Tc Ta(55 nm)/CBP∶Ir(piq)2acac(44 nm,6%)/TPBI(55nm)/Li F(1 nm)/Al(80 nm)的红色磷光微腔有机电致发光器件(MOLED),同时制作了无腔对比器件OLED,研究微腔结构对磷光器件发光性能的影响。研究发现,OLED的电致发光(EL)峰值为626 nm,半高全宽(FWHM)为92 nm;MOLED的发光峰值为628 nm,FWHM为42 nm,窄化了1/2。MOLED的最大亮度、最大电流效率、最大外量子效率(EQE)分别为121 000 cd/m2、27.8 cd/A和28.4%,OLED的最大亮度、最大电流效率、最大EQE分别为54 500 cd/m2、13.1 cd/A和16.6%。结果表明,微腔器件的发光性能与无腔器件相比得到了较大幅度的提升。

高效率绿色磷光有机电致发光器件

采用真空蒸镀的方法,在真空度为5.0×10^(-4) Pa条件下,分别以传统的材料CBP、TCTA为主体材料,绿色磷光染色材料(Ir(ppy)3)为客体材料,制备了相应的有机电致发光器件,研究发现采用CBP做主体材料的器件比采用TCTA做主体材料的器件能量传递更充分。之后制备了结构为ITO/NPB(y_1nm)/CBP:Ir(ppy)_3(x%,y nm)/TPBi(y_2 nm)/LiF(0.5nm)/Al的有机电致发光器件,进一步探究了器件磷光染色材料的掺杂比、器件总厚度对器件性能的影响。实验结果表明,以CBP为掺杂主体材料,y=20nm,y_2=40nm,x%=8%,当y_1=65nm,器件亮度达到最高,为67 760cd/m^2。当y_1=40nm时,器件功率效率最高,为41.2lm/W。与此同时,OLED器件的色坐标均为(0.30,0.61)。

级联敏化三元旋涂型磷光器件电致发光性能

金属配合物磷光分子在高浓度下易产生发光猝灭,通常采用主客体两元掺杂结构来提高电致发光效率。热激活延迟荧光(TADF)材料通过三线态激子的反向系间窜越理论上可达到100%的内量子效率。为探究不同主体材料在三元敏化磷光体系中的作用,本文基于TADF聚合物作为敏化剂、黄橙光磷光配合物作为发光材料,分别研究了以传统荧光材料和蓝色TADF主体构建的三元敏化的旋涂型有机电致发光器件性能。研究表明,在客体浓度分别为1%、5%、50%时,基于TADF主体的器件电致发光性能均优于相同浓度下以传统荧光主体构建的器件性能。其中当磷光配合物PO-01-TB掺杂浓度为1%时,以天蓝光TADF材料为主体制备的器件最大外量子效率为12.2%,相较于以传统荧光为主体的器件外量子效率(10.7%)提高了14%。这源于本身具有双极传输特性的TADF主体通过反向系间窜越通道增强了对敏化剂和客体的级联能量传递作用,减少了三线态激子的浓度猝灭和湮灭过程,提高了大电流注入下的激子利用率。

一种新型磷光铜(I)配合物及其高效绿光有机电致发光器件

研制出了一种新型的Cu(Ⅰ)配合物[Cu(DPEphos)(PyPPN)]BF4(CuL1L2),其中二DPEp-hos和PyPPN分别表示(2-二苯基膦基)苯基醚和吡啶并[1′,2′∶2,3]吡嗪[5,6-f]1,10-菲罗啉,并制备了结构为ITO(20Ω)/2-TNATA(20nm)/NPB(40nm)/CBP∶8%CuL1L2(30nm)/BCP(20nm)/Alq3(20nm)/LiF(1nm)/Al(100nm)的掺杂式有机发光二极管(OLED)。掺杂式器件在530nm处有较强的金属配合物三重态的绿光电致磷光(ELECTROPHOS-PHORESCENCE,EPL)发射,最大亮度为2388cd/m2,在电流为0.1mA时,器件的最大电流效率达到11.4cd/A,据我们所知,该OLED器件的EL性能是目前报道Cu(Ⅰ)磷光配合物的EPL器件中最高的。