OLED、柔性、透明化显示技术及有机发光材料的发展和挑战

OLED显示因符合未来显示技术发展的要求而引起越来越多的关注和重视,柔性及透明化显示是未来显示发展的趋势。综述了OLED、柔性、透明化显示技术发展历程,并对现状进行了分析,指出目前这些技术所面临的挑战及可能的解决途径。有机发光材料的发展是这些显示技术发展的基础,有机材料主要存在的问题包括载流子迁移率低、不稳定等,不利于其在显示技术的应用。

Ir(Fppy)3掺杂PVK体系发光特性的研究

对蓝色磷光材料Ir(Fppy)3不同浓度掺杂PVK薄膜的光致发光(PL)和电致发光(EL)特性进行了研究。并制备了结构为ITO/PEDOT:PSS/PVK:Ir(Fppy)3/BCP/Alq3/LiF/Al的蓝色磷光有机电致发光器件。实验结果发现,磷光材料掺杂浓度不同,器件发光特性不同。当Ir(Fppy)3掺杂浓度比较低时,EL光谱中可以观察到PVK较弱的发光;当Ir(Fppy)3掺杂浓度较高时,会发生浓度猝灭;当Ir(Fppy)3掺杂浓度比较适中时,EL光谱中观察不到PVK的发光,只有Ir(Fppy)3的发光。通过I-V-L特性的比较,当掺杂浓度为4%时,器件的光电特性最好。

单分散球形CaWO_4∶Re^(3+)(Sm^(3+),Eu^(3+))红色荧光粉的制备及其发光性能

目前使用的白光LEDs荧光粉,主要是适于蓝光GaN芯片激发的黄、绿、红色稀土荧光粉。黄、绿光荧光粉技术已经相对完善,而发光良好、性能稳定的红色荧光粉比较少。因此,需要开发新型的蓝光激发型红色荧光粉。相对于传统的高温固相法制备荧光粉体,本文利用水热法在较低温度160℃成功制备出了发光性能良好的单分散球形钨酸钙红色发光材料CaWO4∶Sm^(3+)和CaWO_4∶Eu^(3+)。通过X射线粉末衍射仪(XRD)、场发射扫描电镜(FE-SEM)、荧光光谱仪(PL)等表征手段,研究了所制备材料的晶体结构、表面形貌以及光学特性。讨论掺杂稀土离子浓度、反应时间等条件的改变对样品形貌以及发光性能的影响。结果显示,掺杂浓度不仅影响材料的形貌,还影响其发光强度。当Sm^(3+)和Eu^(3+)掺杂量分别为6%和4%时,CaWO_4∶Sm^(3+)和CaWO_4∶Eu^(3+)材料的发光性能最优。研究结果表明,Sm^(3+)和Eu^(3+)掺杂的CaWO_4材料可以作为荧光灯和蓝光芯片LED用荧光粉的备选材料。

基于在聚合物中掺杂染料DCJTB的白色有机电致发光器件

将Alq3和DCJTB作为掺杂物与基质PVK按照不同比例混合共溶,旋涂成膜,制备了PVK∶Alq3∶DCJTB为发光层的结构为ITO/PVK∶Alq3∶DCJTB/BCP/Alq3/LiF/Al的器件,其中Alq3和BCP分别用作电子传输层和空穴阻挡层,PVK用作蓝光发光层和空穴传输层。保持PVK和DCJTB的质量比为100∶1不变,改变PVK和Alq3的质量比,当PVK和Alq3的质量比为20∶1时,得到了效果较好的白光。器件在电压为14V时,色坐标达到(0.33,0.36),在10～14V范围内变化甚微。

空穴注入层对蓝色有机电致发光器件性能的影响

以DPVBi为发光层,NPB为空穴传输层,在阳极ITO和NPB之间分别插入不同的空穴注入层CuPc和PEDOT∶PSS,制备了两种结构的蓝色有机电致发光器件(OLEDs):ITO/CuPc/NPB/DPVBi/BCP/Alq3/Al和ITO/PEDOT∶PSS/NPB/DPVBi/BCP/Alq3/Al,研究了不同空穴注入材料对蓝色OLEDs发光性能的影响,并与没有空穴注入层的器件进行了比较。其中CuPc分别采用旋涂和真空蒸镀两种工艺,比较了不同成膜工艺对器件发光特性的影响。结果表明:加入空穴注入层的器件比没有空穴注入层器件性能要好,其中插入水溶性CuPc的器件,其发光亮度和效率虽然比蒸镀CuPc器件要低,但比插入PEDOT∶PSS器件发光性能要好。又由于水溶性CuPc采用旋涂工艺成膜,与传统CuPc相比,制备工艺简单,所以为一种不错的空穴注入材料。

铕配合物Eu(UVA)3Phen与PVK掺杂体系发光特性的研究

将一种新型稀土铕配合物Eu(UVA)3Phen作为掺杂剂与基质PVK按不同质量比进行掺杂,对混合薄膜的光致发光(PL)和电致发光(EL)特性进行了研究。实验结果表明,共掺杂体系中存在从PVK到Eu(UVA)3Phen的F rster能量传递。通过优化主客体材料的配比浓度,当掺杂浓度为4%时,得到了色纯度较好地红光器件。

磷光材料fac-tris(2-phenylpyridinato-N,C^(2’))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fac-tris(2-phenylpyridinato-N,C2')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。

一种新型稀土配合物Eu(TTA)(2NH_2-Phen)_3的发光特性研究

合成了一种新型的稀土配合物Eu(TTA)(2NH2-Phen)3,将其作为掺杂物与基质聚乙烯基咔唑(PVK)按照不同质量比混合共溶,旋涂成膜。测量了混合薄膜的光致发光光谱,确认了所合成的Eu(TTA)(2NH2-Phen)3具有发射荧光的能力,进而将其应用于电致发光器件中。还制备了以PVK∶Eu(TTA)(2NH2-Phen)3为发光层,器件结构为ITO/PVK∶Eu(TTA)(2NH2-Phen)3/2,9-di methyl-4,-diphenyl-1,10-phenan throline(BCP)/8-hydroxyquinoline aluminum(Alq3)/Al的多层器件,得到了Eu3+的红色电致发光。研究不同掺杂浓度时器件发光光谱的变化及PVK的发射光谱与Eu(TTA)(2NH2-Phen)3的吸收光谱的交叠情况,证明了混合薄膜中Eu3+电致发光机理主要是载流子的直接俘获。

局域和长程杂化密度泛函研究推拉结构有机发光分子

用含时密度泛函方法研究了具有推拉结构的有机发光材料3-(二氰亚甲基)-5,5-二甲基-1-(4-[9-咔唑基]-苯乙烯基)环己烯(DCDCC)的吸收和荧光光谱,并考虑了溶剂效应.通过与实验光谱的比较,重点评价了包括局域和长程在内的8种交换泛函.结果表明泛函的选择对结果的可靠性至关重要,在密度泛函和含时密度泛函理论框架下,包含44%Hartree Fock交换泛函的BMK杂化函数联同连续极化模型和中等大小的基组最适合研究DCDCC分子的光谱性质.此外,尽管DCDCC分子内电荷转移并没有强致发出双荧光,但仍然可以用平面分子内电荷转移和扭转分子内电荷转移模型解释DCDCC激发态的结构.BMK泛函计算的结果表明DCDCC的激发态结构支持平面分子内电荷转移模型.

通过插入Au薄膜改善绿光OLED器件的发光色纯度

在一些有机电致发光器件中,Au常被用作阳极,研究者希望Au在导电的同时兼具半透明可出光的属性,这要求Au在能导电的同时厚度要尽量薄。因此制备两种金属共同组成电极成为了选择。将半透明Au/Al层插入阳极一侧,制备了结构为ITO/Al(16 nm)/Au(10 nm)/TPD(30 nm)/A1Q(30 nm)/LiF(0.5nm)/Al的OLED器件,相对于器件ITO/TPD(30 nm)/AlQ(30 nm)/LiF(0.5 nm)/Al在长波方向出现了光谱窄化现象,通过分析和实验判断该现象是Au薄膜特有的对光的选择透过性造成,而并非微腔效应。阳极一侧加入了Au/Al的器件保持了广视角无角度依赖的优点,同时可以输出滤掉部分红光的纯度更高的发光,发光色纯度得到了改善。

一种提高有机电致发光器件发光效率的新方法：金属超薄层

在有机电致发光器件中插入金属超薄层常会带来一些意想不到的作用。在无机材料MoQ_3与有机材料TPD之间插入5 nm金属层Au,制备了结构为ITO/MoO_3(5 nm)/Au(5 nm)/TPD/AlQ/LiF/Al的OLED器件。相对于没有金属层Au的器件,发光效率得到了提高。通过分析认为Au在TPD和MoO_3之间形成一个小的空穴陷阱,在降低了器件中的电流密度的同时,由于5nm的Au对AlQ绿光的光透过率大于80%,发光亮度未受明显影响,是发光效率提高的原因。本文为提高OLED器件发光效率提供了新的思路和实验依据。

加强高校实验室队伍建设

大众教育、素质教育均对高校实验室队伍建设提出了更高要求。高校实验室队伍建设的现状是:观念滞后、管理混乱、评聘机制不明晰、忽视人才培养。必须采取以下一系列措施来改变这种状况:转变教育观念、准确定位;建立高效的组织管理体系;制定与实验室工作相适应的聘用制度与团队考核体系;重视技术人才的培养与储备。只有加强实验室队伍建设,与时俱进,才能使之成为高等教育跨越式发展的重要推动力量。

有机阱结构器件在反向偏压调制下光致发光猝灭的研究

实验过程中制备了3种不同周期的有机阱结构器件,分别用N,N-’diphenyl-N,N-’bis(1-napthyl)-1,1-’biphenyll-4,4-’diamine(NPB)和4,4,N,N-’dicarbazolebiphenyl(CBP)作为电子的势阱和势垒。讨论了3个器件在反向偏压调制下的光致发光的猝灭。研究结果显示在作者所制备的器件中NPB层中激子的猝灭速度要比CBP层中的激子猝灭速度快。这主要是因为NPB层中的有效电场要比CBP层中的有效电场强。当所制备的有机阱结构器件的周期数增加时,在相同的反向电场下,NPB和CBP层中的激子猝灭速度会随之增加,因为实验中制备的这3个器件为Ⅱ型量子阱结构,激子在这种阱结构器件中会随着阱周期数的增加而变得越来越不稳定,因此周期数较大的器件猝灭现象比较明显。

水溶性酞菁化合物对有机电致发光器件亮度和效率的影响

以水溶性酞菁铜(CuTcPc)为空穴注入层制备多层有机电致发光器件。ITO表面经过CuTcPc溶液修饰,能够提高空穴的注入能力,增加器件的电流密度和亮度。在有机电致发光器件中,空穴传输材料的空穴迁移率一般大于电子传输材料的电子迁移率,空穴是多数载流子;但是,CuTcPc修饰处理不仅提高了器件的电流密度和亮度,也提高了器件的电流效率。研究结果表明,CuTcPc层不仅提高了器件的空穴注入能力,也影响了电场的分布,能在一定程度上增加电子的注入。

ZnO纳米棒/MEH-PPV异质结的复合电致隧穿发光

利用低温水热法生长的ZnO纳米棒(ZnO—NRs),和p型有机半导体材料聚[2-甲氧基-5-(2-乙基己氧基)-1,4-苯撑乙烯撑](MEH-PPV)复合制备了结构为"ITO/ZnO晶种/ZnO—NRs/MEH-PPV/Al"的发光器件。测试结果发现,该器件具有非常好的二极管整流特性。对ZnO—NRs/MEH-PPV异质结施加超过17V的反向偏压时,可同时获得两种半导体材料的发光,且ZnO近紫外光(380nm)发射强度远大于MEHPPV的红橙光强度,发光功率随着反向偏压的增加迅速增强,然而施加正向偏压时未探测到发光。该器件的发光机理不同于其他文献报道的正偏压发光,而属于反偏压发光器件,其发光机理归因于有机无机复合异质结的界面特殊性和ZnO—NRs的纳米尺寸效应,反偏压下器件实现的是载流子隧穿发光,而正偏压时载流子以表面态的无辐射复合及漏电流方式消耗。

面向高阶编码格式的全光波长变换技术研究进展

随着高阶编码格式成为高速光通信系统的主流,面向DPSK、QPSK、PM-QPSK以及QAM等新型编码格式的波长变换,成为全光网尤其是波长交换网的关键之一。对面向新型编码格式的波长变换技术进行了回顾,指出:由于四波混频对于编码格式不敏感,所以当前此类波长变换清一色的集中于四波混频技术,但其变换效率低下是一个致命的弱点。为了提高变换效率,寻求新的波长变换方案仍然是一个重要的课题。

有机量子阱结构发光器件的研究进展

有机电致发光器件自从C.W.Tang等发表了高效、高亮度双层结构器件以来,因其工艺简单、成本低、直流低压驱动,并且可制成大面积的平板显示而成为当前显示器件研究的热点[1-4]。Forrest等人提出的有机多层量子阱结构的概念应用到了有机电致发光器件(OLEDs)中,进而提高了有机电致发光器件的性能,引起了学者们的研究热情。文章将这种结构器件的研究情况给予综述,从结构的应用、工作原理、优缺点和应用前景方面予以展望。

反向偏压调制下Ⅰ型阱结构体系光致发光特性的研究

实验过程中研究了8-hydroxyq-uinoline aluminum(Alq_3)和2-(4-biphenylyl)-5(4-tertbutyl-phenyl)-1,3,4-oxadiazole(PBD)构成的Ⅰ型有机阱结构器件在反向偏压调制下的光致发光。器件的光致发光光谱主要是Alq_3的发光。不同周期数的阱结构器件在反向电场作用下,光致发光的猝灭程度不同。

反向偏压调制下Ⅰ型阱结构体系光致发光特性的研究

实验过程中研究了8-hydroxyq-uinoline aluminum(Alq3)和2-(4-biphenylyl)-5(4-tert-butyl-phenyl)-1,3,4-oxadiazole(PBD)构成的I型有机阱结构器件在反向偏压调制下的光致发光。器件的光致发光光谱主要是Alq3的发光,不同周期数的阱结构器件在反向电场作用下,光致发光的猝灭程度不同。

Er^(3+)离子掺杂透明的LaF_3-SiO_2纳米玻璃-陶瓷的上转换发光

采用溶胶-凝胶法成功制备了一系列Er3+掺杂的透明纳米LaF3-SiO2玻璃-陶瓷样品,并研究了其上转换发光性质与发光机制。研究得到了Er3+浓度对上转换发光的影响规律,拟合了上转换荧光强度与LD工作电流的关系,发现所得结果与理论值能够很好地一致。在980nm激光二极管激发下,获得了发射波长为520、540、660nm的有效上转换发光。在较低的功率泵浦下,540nm波长的绿光波段发射最强,其发光主要过程是处于4F7/2态的Er3+离子能量大部分被弛豫到4S3/2态,再由此激发态跃迁到基态4I15/2态所致。