主体材料对蓝色磷光有机电致发光器件的影响

采用空穴传输材料4,4',4″-Tris(carbazol-9-yl)triphenylamine(TcTa)和电子传输材料1,3,5-tri[(3-pyridyl)-phen-3-yl]benzene(TmPyPB)分别作为器件的发光层主体,蓝色磷光染料bis(3,5-difluoro-2-(2-pyridyl)phenyl-(2-carboxypyridyl)iridium III(Firpic)为客体,制备了蓝色磷光有机电致发光器件,研究了Firpic掺入不同主体材料对器件光电性能的影响.由于发光层相对平衡的载流子注入和传输,使TcTa为主体的器件表现出较优的光电性能.器件的最大发光亮度为5 536 cd/m~2,最大电流效率和功率效率分别为12.8 cd/A和8.0 lm/W.     

基于红色TADF的低效率滚降暖白色有机电致发光器件

采用红色TADF染料4CzTPN-Ph与蓝色磷光染料Firpic作为发光染料,同时掺入高三线态双极性主体26DCzPPy中,制备了低效率滚降、结构简单的暖白色有机电致发光器件.器件最大电流效率为12. 5 cd/A,最大发光亮度为10 000 cd/m2,最大外量子效率为5. 6%.当发光亮度达到1 000 cd/m2时,器件的外量子效率滚降约10%.当发光亮度增至5 000 cd/m2时,外量子效率滚降仅约17%.低效率滚降主要源于发光层中量子阱结构的设计,将电子有效限制在发光层中,使激子复合区域进一步扩宽,降低了发光层中的激子浓度.     

基于过渡金属配合物圆偏振磷光材料研究进展

近年来圆偏振发光材料的设计与合成引起了人们越来越多的关注,这类材料在3D显 示、生物探针、量子通讯、新型防伪等高新领域具有广泛的应用前景。基于过渡金属配合物的圆偏 振磷光材料不仅可以同时利用单线态和三线态,使其制备器件的内量子效率理论上可达到100%; 此外,由于重原子的引入,在旋轨耦合的作用下,会显著提高圆偏振发光的不对称因子,因而能够 获得更高圆偏振光发光效率的器件。文章总结了近年来基于过渡金属配合物圆偏振磷光材料的 研究进展,主要针对具有高发光效率的Pt、Ir、Cr、Au、Cu等配合物展开介绍。     

吡啶肼类衍生物在有机电致发光器件中的应用

有机电致发光材料的电子传输材料研究远落后于该领域的其他材料,需要开发出新型的电子传输材料,提高电子传输效率,改善器件性能.以合成的Pybispy和Pybisqu作为电子传输材料,制作了结构为玻璃基板/ITO阳极/空穴传输层/发光层/电子传输层/电子注入层/铝电极的有机电致发光器件,探讨了它们在有机电致发光器件中的性能,Pybispy和Pybisqu作为电子传输材料器件的最大发光亮度分别达到了218和5 980 cd/m2.结果显示该系列化合物具有电子传输性能,可应用于有机电致发光器件中的电子传输材料.     

利用热致延迟荧光材料提高InP/ZnS无镉量子点发光二极管的性能

充分利用三重态激子是提高发光器件效率的重要途径.磷光材料和热致延迟荧光材料(thermally activated delayed fluorescence, TADF)均可以实现对三重态激子的利用.然而,目前在量子点发光二极管中,采用TADF材料来实现对三重态激子的利用进而提高发光效率的工作还很少.本文采用了TADF材料4,5-二(9-咔唑基)-邻苯二腈(2CzPN)掺杂聚(9-乙烯基咔唑)(PVK)(1:5)作为空穴传输层(hole transporting layer, HTL),制备了结构为ITO/PEDOT:PSS/PVK:2CzPN/InP/ZnS QDs/ZnO/Al的量子点发光器件.结果表明, 2CzPN的引入可以提升器件的空穴传输效率,使注入的电子和空穴趋于平衡;同时,通过2CzPN中的反系间窜越过程实现了对三重态激子的利用,并通过HTL和量子点InP/ZnS之间的F?rster能量转移过程提高了InP/ZnS无镉量子点发光二极管的效率,使其最大发光亮度达到513 cd/m2.相比未掺杂控制器件的最大发光亮度(407 cd/m2),实现了26%的增长.同时,使得最大电流效率较未掺杂控制器件提高了4倍,增加到1.6 cd/A.     

顶发射白光有机电致发光器件的优化

为满足大面积固态照明与全彩显示的需求,实现色度稳定的高效率顶发射白光有机电致发光器件,采用仿真和实验相结合的研究方法,模拟基于光学传输矩阵法和电磁场理论进行计算,用真空蒸镀法制备器件并测试其光电性能。确定传输层材料、厚度和结构,优化发光效率,逐步改进发光层结构,以改善器件的效率和颜色质量。结果表明,基于电学平衡的P-I-N传输结构和蓝/红/蓝三明治型发光结构,能实现色度稳定的高效率顶发射白光有机电致发光器件。     

一种含叔丁基的螺二芴类空穴传输材料的制备及性能表征

以一端含有叔丁基的二氨基螺二芴化合物为起始原料,经过桑德迈尔反应与Ullman反应,制备出一种螺二芴类空穴传输材料,玻璃化温度高于320℃,远高于目前广泛使用的空穴传输材料(NPB).目标分子用作电致磷光器件中的空穴传输层,所得到的器件与传统的器件(以NPB为空穴传输层)相比,其能量效率、电流效率和外量子效率等性能更为优越.且由于具有高的三线态能级,器件中不需要插入第二空穴传输层4,4',4″-三-(N-咔唑基)-三苯基胺(TCTA),提高了器件的效率,降低了器件的制作成本.作为有机电致发光(OLED)器件的空穴传输材料,其有望取代目前广泛使用的NPB,特别在有机电致磷光领域具有良好的实用前景.     

有机小分子及金属有机配合物电子传输材料的研究进展

概述了有机小分子及金属有机配合物电子传输材料的研究进展,对由小分子电子传输材料构成的有机电致发光器件的发光性能、发光效率等方面进行了比较,并对小分子材料的研究前景进行了展望.     

“金属配合物激发态的基础与应用研究”年度报告

(1)应用量子理论,在Marcus理论基础之上,研究了蓝色磷光体系三芳基Pt配合物的发光性质,并提出了量子效率优化方案。扭曲结构D-A分子具有局域和电荷转移杂化态HLCT性质,在理论上形成单三线态激子时也有可能突破量子自旋统计,即单线态激子的形成比例会超过25%,同时材料本身也有较高的光致发光效率,因而在电致发光器件方面可能会有很好的性能。(2)设计合成了一系列含有配位碳原子的四齿配体,并进一步合成了基于这些刚性配体的铂(II)配合物,通过稳态光谱和超快光谱对铂(II)配合物的光物理性质进行了深入研究,利用密度泛函理论对配合物的基态和激发态性质进行了理论分析,总结了电荷跃迁位置和类型变化的控制因素,探索了这些强磷光材料在光电器件中的应用。(3)在强磷光发射和长激发态寿命的金(III)和钯(II)配合物及其在光催化太阳能转换、能量上转换、双光子吸收和磷光OLED中的应用等方面取得了阶段性进展。(4)在廉价金属(锌、铜和钨)配合物荧光/磷光材料的设计合成及光电应用、不含金属的有机小分子磷光发射方面取得突破性进展,观察到了有机分子的电致磷光。(5)以三核吡唑基d10金属(Cu I,Ag I,Au I)配位单元为主要研究对象,通过合成和配体设计对三核单元间的聚集态结构进行调节,实现了对其聚集体的光物理过程的调控。(6)利用晶态光功能配位超分子聚集体的协同作用、异相反应和动态孔性,进行了研磨致发光变色、异相催化和染料降解、选择性发光传感等应用研究。对于非晶相光功能配位超分子聚集体这类软物质材料,主要探索了其在纳米结构和生物体系中的抗癌活性等方面的应用研究。(7)将动态共价键引入到超分子聚集体的合成中,通过次级组分自组装的技术,成功制备了两类新型的咪唑配位超分子聚集体,首次实现了次级组分自组装合成,为合成新的光功能配位超分子聚集体提供了新思路。(8)设计和合成了16个光敏剂和催化剂。系统研究了这些化合物光的吸收、电子的激发和电荷传递过程。在电子给体存在时,对3组分光催化制氢体系的产氢活性进行了研究。此外,对光催化化学转换研究和转换机制研究也取得了新的研究结果。(9)发现了具有低三线态能级的蓝光磷光主体材料,为新型磷光主体材料的设计提供了新的思路;提出了"Hot exciton"机理及杂化局域-电荷转移(HLCT)态材料,有可能成为低成本高效率的新一代材料。     

有机电致发光材料与器件

正有机/高分子电致发光(OLED/PLED)是指具有半导体特性的有机/高分子材料在电场的激发作用下发光的现象,具有驱动电压低、发光效率高、响应速度快、超轻超薄、可制作在柔性衬底上等优点,在平板显示和固体照明两个领域具有非常广阔的应用前景。按照器件工作原理,有机电致发光材料与器件研究的主要内容包括以下几个方面:活性层材料(红绿蓝三基色发光材料,包括荧光材料和磷光材料)、器件组装的匹配材料(空穴和电子注入与传输材料)、界面材料(阳极和阴极界面修饰材料)、电极材料(ITO电极、     

Effective adjustment of the optoelectronic properties of organic conjugated materials by synthesizing <Emphasis Type="Italic">p</Emphasis>-<Emphasis Type="Italic">n</Emphasis> diblock molecules

Because organic conjugated materials offer several advantages relative to their inorganic counterparts,the development of organic conjugated materials has been one of the most active research areas in optoelectronic materials.For almost two decades,the search for organic conjugated materials has represented a major driving force for research concerned with controlling the band gap of extended π-conjugated molecules.In particular,among the parameters affecting the performance of organic light-emitting diodes (OLEDs),the energy levels of organic conjugated materials play an important role because they can affect the driving voltage,wavelength,efficiency,and lifetime of the final device.Balanced injection and transport of electrons and holes are therefore crucial for achieving OLEDs with high quantum efficiency.In this regard,research into adjusting the energy levels of organic conjugated materials is very meaningful for the development of OLEDs.To adjust the energy levels of the organic conjugated materials,Huang et al.have presented a new molecular design and synthesis route that yields p-n diblock conjugated copolymers and oligomers.The present review summarizes and analyzes the progress on adjusting the optoelectronic properties of organic conjugated materials that is due to synthesizing p-n diblock molecules.We discusses primarily work done by Huang et al.,but also discusses work done elsewhere over the past few years.We also point out issues that require attention,and highlight hot spots that require further investigation.     

Management of singlet and triplet excitons for efficient white organic light-emitting devices

Lighting accounts for approximately 22 per cent of the electricity consumed in buildings in the United States, with 40 per cent of that amount consumed by inefficient (approximately 15 lm W(-1)) incandescent lamps. This has generated increased interest in the use of white electroluminescent organic light-emitting devices, owing to their potential for significantly improved efficiency over incandescent sources combined with low-cost, high-throughput manufacturability. The most impressive characteristics of such devices reported to date have been achieved in all-phosphor-doped devices, which have the potential for 100 per cent internal quantum efficiency: the phosphorescent molecules harness the triplet excitons that constitute three-quarters of the bound electron-hole pairs that form during charge injection, and which (unlike the remaining singlet excitons) would otherwise recombine non-radiatively. Here we introduce a different device concept that exploits a blue fluorescent molecule in exchange for a phosphorescent dopant, in combination with green and red phosphor dopants, to yield high power efficiency and stable colour balance, while maintaining the potential for unity internal quantum efficiency. Two distinct modes of energy transfer within this device serve to channel nearly all of the triplet energy to the phosphorescent dopants, retaining the singlet energy exclusively on the blue fluorescent dopant. Additionally, eliminating the exchange energy loss to the blue fluorophore allows for roughly 20 per cent increased power efficiency compared to a fully phosphorescent device. Our device challenges incandescent sources by exhibiting total external quantum and power efficiencies that peak at 18.7 +/- 0.5 per cent and 37.6 +/- 0.6 lm W(-1), respectively, decreasing to 18.4 +/- 0.5 per cent and 23.8 +/- 0.5 lm W(-1) at a high luminance of 500 cd m(-2).     

利用有源层掺杂提高有机发光

通过对电子传输层和空穴传输层的共同掺杂，达到提高有机发光二极管（DLED）电流效率的目的。与常规的在电子传输层中掺杂有机染料的掺杂器件相比，本实验是在Alq(电子传输层材料）与NPB（空穴传输层材料）形成的均匀互掺有源层中，再掺杂染料Rubrene。此种结构，其有源层能有效地限载流子而增加电子和空穴载流子相遇的几率，进而提高复合效率，使电流效率明显提高。同时，有源层的连续生长避免了有机层间界面的形成，改善了器件的稳定性。比较此结构器件与常规掺杂器件的特性，并对其发射机理进行讨论。     

烷氧基取代聚对苯乙炔发光二极管性能的研究

本文报道了采用脱氧缩合反应得到可溶于一般有机溶剂的聚对苯乙烯衍生物（ROPPV）的光电性质．材料先致发光光谱说明ROPPVR光峰在578mm在610nm处存在一个振动模式，以ROPPV作为发光层制备了发光二极管并对其特性进行了讨论．     

金属量子结构中的半导体输运性质及其调控

随着后摩尔时代的推进,以硅为基础的半导体器件正接近其性能极限.除了不断引入新的器件结构外,设计具有半导体特性的金属量子结构为微电子器件的性能提升提供了全新的解决方案;而打开金属带隙,使其具有栅极可调半导体输运,是实现其应用的关键.以此为目的,自20世纪末以来,多种金属量子结构便逐步被设计与开发,其输运特性的有效调控也被学术界广泛研究.本文回顾了零维量子点、一维纳米线/纳米管、二维材料/人工二维晶格/超导薄膜等不同维度金属量子结构的研究进展;针对这些结构体系,介绍了其各自的能隙调控思想,总结分析了可控输运特性的实现方法与内在机制,对比展示了材料结构的电学性能及应用前景.基于目前报道的研究结果,提出了未来预期的研究方向:开发金属量子结构中输运与自旋关联特性,设计同时传输电荷与自旋信息,且具有栅极可调输运带隙的全金属沟道材料、结构与器件.     

小分子有机电致发光材料研究进展

 有机电致发光器件（OLED）具有效率高、亮度高、驱动电压低、响应速度快以及能实现大面积光电显示等优点,因其在平板显示和高效照明领域具有极大的应用前景而引起广泛关注。在OLED的制备及优化中,有机电致发光材料包括小分子和聚合物的选择至关重要,其中有机小分子发光材料具有确定的相对分子质量、化学修饰性强、选择范围广、易于提纯、荧光量子产率高以及可以产生红、绿、篮等各种颜色光等优点,一直受到国内外学者的广泛重视。本文综述了近年来国内外有机电致发光小分子发光材料的研究状况,对有机小分子电致发光材料进行分类和评述,并简要介绍了小分子OLED的应用前景和发展趋势。     

半导体纳米材料CdSe/ZnS在显示器件中的应用

以半导体纳米材料CdSe/ZnS作为发光层, ZnO作为电子传输层, 用Al和氧化铟锡（ITO）分别作为两极材料, 采用旋涂和真空蒸镀膜技术制备半导体发光二极管, 并对其光学性质进行表征. 结果表明: 该器件发射黄光, 峰位为575 nm, 半峰宽30 nm, 最大发光强度2 000 cd/m²; 在较高的电流密度下, 该器件的电致发光效率无
明显衰减; 当半导体纳米材料CdSe/ZnS及ZnO分别作为发光层和电子传输层时, 可制备具有高电流密度且稳定的发光二极管主体材料.     

快速高温热退火对InGaNAs/GaAs量子阱的影响

从系统自由能角度,阐明了MBE生长的InGaNAs量子阱材料在高温热退火过程中的结构和物理性能的变化。在热退火时,In-Ga互扩散和N-As互扩散引起spinodal分解,N原子趋向于与In结合形成In-N键,使InGaNAs材料的带隙增加,从而引起PL谱峰值的蓝移。     

双钙钛矿Cs2NaInF6:Mn4+荧光材料的发光性质与LED应用研究

高效红光材料开发是制备温暖照明光源的关键一环.利用氟化物较低的声子能量和较弱的电子声子耦合效应,设计了一种Mn⁴⁺激活的双钙钛矿Cs₂NaInF₆红光材料,对材料的晶格结构、元素组成、表面形貌、能带结构、格位占据情况、激发和发射光谱、量子效率和荧光寿命进行了系统的表征和研究.结果表明,材料在紫外和蓝光区的激发带较宽,在红光区的发射峰半峰宽较窄,且掺杂粒子数分数为0.27%的样品具有最强的荧光发射和最高的量子效率(69%),其荧光寿命为5.65 ms.基于“红-黄-蓝”三色组合的白光LED器件具有较高的显色指数(93.0)和较低的色温(2 914 K),表明了其在暖白光LED器件上的潜在应用价值.     

多功能蓝光荧光材料研究进展

有机电致发光器件(OLED)被认为是最具竞争力的下一代平板显示器和固态照明光源,而高效蓝光材料的开发是实现OLED商业化的最重要前提之一。蓝光材料固有的高能隙使电荷很难注入到发光材料中,导致蓝光电致发光器件性能较差。为了提高器件效率,可以从器件结构和材料结构两方面进行优化。就材料本身而言,通过改变分子结构,在蓝光材料的结构中引入电荷传输单元,构建多功能蓝光材料,能有效改善电荷的注入和传输。根据分子中引入的功能基团的不同,多功能蓝光荧光材料可分为空穴传输型、电子传输型及双极传输型3种,分别对这3类蓝光材料进行综述,介绍了该领域的最新研究进展。