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摘要： 高性能蓝光磷光主体材料是实现高性能电致发光器件的重要因素之一。本文选取咔唑和二苯并[b,d]呋喃作为空穴传输基团和氰基苯基作为电子传输基团,通过合理的分子设计,制备了两例基于三取代苯衍生物的具有高三重态能级的新型双极性主体材料(材料1和2)。材料1和2在非极性或弱极性溶剂中具有强烈的蓝紫色荧光发射。研究发现,将氰基基团引入到苯环的不同位置可以有效地调节双极性主体材料的三重态能级(T1),特别是对于具有更高三重态能级的材料1,该化合物适用于制备高效蓝色磷光有机发光二极管(OLED)。此外,三取代分子设计策略还为双极性主体材料提供了有利于实现高性能有机电致发光的空间位阻效应。以材料1为主体的蓝色磷光OLED的峰值电流效率、功率效率和外量子效率分别达到31.53 cd/A、26.93 lm/W和16.17%。初步结果表明,三取代分子设计策略在设计用于蓝色电致发光的高性能主体材料方面具有巨大潜力。
关键词: 双极性主体材料 ；蓝色电致发光 ；咔唑 ；二苯并[b,d]呋喃 ；有机发光二极管
摘要： 有机发光二极管(OLED)具有自发光、响应快、柔性可卷曲等优点,广泛应用于显示和固态照明等领域,然而高效的蓝光尤其深蓝光材料十分缺乏。咔唑因具有良好的热稳定性、空穴传输能力,同时结构易修饰、易于形成稳定的无定型薄膜,常用于构建蓝色荧光材料。本文以三氟甲基苯为电子受体,并以咔唑、3,6-二叔丁基咔唑为电子给体,设计合成了D-A-D型分子:CzCF_(3)Ph和BuCzCF_(3)Ph。通过改变给体强度,研究电子给体给出电子的能力对材料光电性质的影响。通过理论计算与光物理相关实验证明CzCF_(3)Ph、BuCzCF_(3)Ph属于传统的荧光材料,制备的OLED电致发光波长分别为442和436 nm;最大外量子效率分别为2.2%和1.8%,对应的最大电流效率分别为2.0和1.2 cd A^(-1);最大亮度分别为114和128 lm W^(-1)。色坐标分别为(0.16,0.09)和(0.16,0.07),接近国家电视标准委员会规定的纯蓝光CIE(0.14,0.08)。本文为蓝光材料的设计提供设计思路。
关键词: 咔唑 ；蓝色荧光 ；电致发光性质
被引量
1
摘要： 有机电致发光二极管(organic light-emitting diodes,OLEDs)经历了30年的发展,发展蓝色有机电致发光分子,特别是能够有效利用三线态激子的三线态-三线态湮灭(triplet-triplet annihilation,TTA)和杂化局域-电荷转移(hybrid locally and charge-transfer excited state,HLCT)分子,是当下的研究热点。对近5年具有代表性的蓝光TTA和HLCT电致发光材料进行了梳理,期望激发该领域的研究,加速实现高效、长寿命的蓝光OLED器件。
关键词: 有机光化学 ；有机电致发光二极管 ；蓝光 ；三线态-三线态湮灭 ；杂化局域-电荷转移
【期刊论文】 • 唐振宇 1龚乐帆 1郭浩清 1
+7位作者
• 《Science China Materials》 CSCD
中科院1区
JCR:Q1
• 2024年第7期 2161 -
2168， 共8页
摘要： 目前,商用的深蓝有机发光二极管(OLED)使用的三重态-三重态融合(TTF)型发光材料只能捕获50%的三重态(T_(1))激子,导致其器件效率较低.基于窄带蓝色发射体的热激活延迟荧光(TADF)和超荧光策略可以实现接近100%的激子利用率,然而,在发射层(EML)中停留的高能量T_(1)激子通常会导致不可避免的分子降解,从而限制了器件的使用寿命.为了解决这一问题,本文研究了一种TTF-杂化局域-电荷转移态(HLCT)一体化分子,旨在通过多个激子回收通道降低EML内T_(1)激子的密度,从而提高高效深蓝OLED的稳定性.通过TTF过程回收T_(1)激子,通过HLCT过程利用高能三重态(Tn)激子,可以提高EML中三重态激子的利用率.此外,低浓度掺杂的TTF-HLCT分子在TADF体系中可以减轻T_(1)激子猝灭造成的效率损失.最后,实现了外量子效率(EQE)为25.9%、CIE为(0.131,0.050)、蓝光指数(CE由CIEy校准)为312 cd A^(−1) CIE_(y)^(−1)的顶发射OLED,并且其寿命T90@1000 cd m^(−2)从0.5小时延长到6.1小时.本工作揭示了低浓度TTF-HLCT分子掺杂的潜力,作为一种可行的解决方案,可以最大限度地减少效率猝灭,并解决蓝光OLED的稳定性问题.
关键词: organic light-emitting diode ；stability ；multiple ex-citon recycling channels ；deep blue emission ；TTF-HLCT
被引量
6
摘要： 蓝色荧光材料在作为有机发光器件(OLED)的蓝光发光层材料方面具有很大的商业应用潜力。本文将4-(9H-咔唑-9-基)苯胺(CzPA)作为电子给体单元、三氟甲基苯基(FMP)作为电子受体单元,通过在CzPA和FMP之间分别引入苯,9,9’-二辛基-9H-芴和双(9,9′-二辛基-9H-芴)作为π-共轭桥,设计并合成了一系列基于扭曲A-π-D-π-A构型的蓝色荧光材料(CzPA-B-FMP,CzPA-F-FMP,CzPA-DF-FMP),并研究π-共轭桥与材料光物理性质之间的关系。通过对材料的相关光物理性质以及电荷转移特性的详细比较,可以分析得出:CzPA和FMP之间的π-共轭桥长度的增加可以增强激发态的局部激发特性,进而提高这些材料的荧光量子效率和器件的外量子效率。但是,过长的π-共轭桥将导致更大的分子间共轭效应,不利于材料光物理性质的优化。
关键词: OLED ；蓝色发光 ；荧光材料 ；电荷转移 ；外量子效率
被引量
2
摘要： 为了提高以TADF材料作为主体、天蓝色荧光材料作为客体的混合薄膜的OLED器件光电性能,我们调整了器件结构,使主体材料发挥其优势。制备了基本结构为ITO/NPB(40 nm)/DMAC-DPS∶x%BUBD-1(40 nm)/Bphen(30 nm)/LiF(0.5 nm)/Al的OLED器件。研究了主-客体材料在不同掺杂浓度下的OLED器件的光电特性。为了提高主体材料的利用率,在空穴传输层和发光层之间加入10 nm的DMAC-DPS作为间隔层;然后,在阳极和空穴传输层之间加入HAT-CN作为空穴注入层,形成HAT-CN/NPB结构的PN结,有效降低了器件的启亮电压(2.7 V)。测量了有无HAT-CN的单空穴器件的阻抗谱。结果表明,在最佳掺杂比例(2%)下,器件的外量子效率(EQE)达到4.92%,接近荧光OLED的EQE理论极限值;加入10 nm的DMAC-DPS作为间隔层,使得器件的EQE达到5.37%;HAT-CN/NPB结构的PN结有效地降低了器件的启亮电压(2.7 V),将OLED器件的EQE提高到5.76%;HAT-CN的加入提高了器件的空穴迁移率,降低了单空穴器件的阻抗。TADF材料作为主体材料在提高OLED器件的光电性能方面具有很大的潜力。
关键词: 热活化延迟荧光材料 ；TADF-OLED ；单空穴器件 ；阻抗谱
被引量
10
摘要： 有机发光二极管(OLED)已经在智能手机方面获得了商业应用,由于目前规模生产的OLED采用蒸镀工艺,使其价格居高不下。为此,我们采用溶液加工方法,使用铂配合物作为敏化剂,多重共振热激活延迟荧光材料作为发光分子,实现了高效、高色纯度、低效率滚降的器件开发。磷光敏化剂的引入可使三线态激子高效转化为单线态激子。得益于磷光敏化剂较短的激子寿命,基于溶液加工的蓝色多重共振热激活延迟荧光器件不仅实现了13.2%的外量子效率,而且在1000 cd/m^(2)亮度下的效率滚降仅为25.8%。为了进一步抑制Dexter能量转移,我们采用具有外围位阻但发光核相同的分子作为客体,可使外量子效率提升至13.6%,并抑制光谱展宽。该研究为设计高色纯度、高效率的溶液加工器件提供了一个通用的策略。
关键词: 磷光敏化 ；窄光谱 ；多重共振 ；热激活延迟荧光 ；有机发光二极管
被引量
1
摘要： 热活化延迟荧光(TADF)材料具有较高的激子利用率,在有机发光二极管(OLED)研究中备受关注.与蓝色和绿色TADF分子相比,红色TADF分子发光能隙窄,其激发态很容易以不发光的非辐射方式失活回到基态,因此,实验上很难获得发光效率较高的红色TADF材料.本文应用密度泛函理论(DFT)和含时密度泛函理论(TD-DFT)方法,研究了互为异构体的T-DA-2和C-DA-2分子的电子吸收光谱、延迟荧光性质及光物理过程机制.结果表明,T-DA-2和C-DA-2分子的电子吸收谱主要来自基态到较高能级激发态的电子跃迁,并且其荧光发射遵循反-Kasha规则.和C-DA-2分子相比,异构体T-DA-2分子因其更小的内转换速率和更有效的反系间窜越过程而具有更好的荧光和延时荧光特性,表现出显著的取代基位置效应.
关键词: 热活化延迟荧光 ；激发态 ；取代基位置效应 ；含时密度泛函理论 ；量子力学/分子力学组合方法
摘要： 有机电致发光二极管(Organic Light Emitting Diode,OLED)因其自发光、低驱动电压、广色域、面发光及柔性可弯曲等优势,在新型显示和固态照明领域引起了广泛关注和密切研究。在高性能的OLED研发中,作为三基色之一的蓝光发光材料及其器件相对滞后,阻碍了OLED产业化进程。9,9′-联蒽作为一种新兴的蓝色荧光材料,近年来备受关注。本文综述了9,9′-联蒽类蓝光材料在OLED中的应用进展,深入探讨9,9′-联蒽类蓝光材料对OLED性能提升的贡献,通过对其分子结构特性分析发现异构化、氟取代、非对称结构及空间位阻效应等分子设计策略在提高蓝光OLED效率和稳定性方面起到了关键作用。此外,本文进一步探讨了未来OLED发展方向,包括新型分子结构的开发、发光机理的深化理解、柔性可弯曲及大尺寸OLED应用技术的创新,旨在为高性能OLED蓝光材料的研究及产业化提供指导和借鉴。
关键词: 9 ；9′-联蒽 ；氟取代 ；异构化 ；空间位阻 ；蓝光材料 ；有机发光二极管
摘要： 采用真空热蒸镀法,以热活化延迟荧光(TADF)材料为主体材料、发光材料为客体材料制备混合薄膜发光层,以提高蓝色荧光材料的OLED发光效率。当OLED器件结构为ITO/HAT-CN(5 nm)/TAPC(30 nm)/TCTA(10 nm)/Blue-Or:DMAC-DPS(30%,30 nm)/DPEPO(10 nm)/Bphen(30 nm)/LiF(1 nm)/Al(70 nm)时,器件的光电性能最佳。此蓝光TADF-OLED器件的外量子效率为12.39%,电流效率为21.68 cd/A,功率效率为19.44 lm/W。研究发现改变TADF-OLED的掺杂主体材料和添加空穴注入层均可有效地提高器件的光电特性。实验内容与该领域的前沿科学研究相结合,OLED器件的光电性能稳定、实验现象显著,适于引入本科实验课程。通过该综合实验学生可以夯实实验基础、了解研究热点、掌握最新的科研动态。
关键词: 热活化延迟荧光材料 ；TADF-OLED ；光电性能 ；实验教学
被引量
4
摘要： 高效率窄光谱蓝色有机电致发光器件(OLED)是柔性显示领域的研究重点之一。本文以二萘并[2,3-B∶2′,3′-D]呋喃为弱电子受体、N-(4-联苯基)-1-萘胺作为电子给体设计合成了一种D-A-D型蓝光分子DPF-NA,其在正己烷溶液中的发射峰位于441 nm。理论计算与光物理测试结果显示DPF-NA具有杂化局域电荷转移激发态(HLCT)特性,兼具局域态(LE)高发光效率与电荷转移态(CT)高激子利用率特征,在二氯甲烷溶液中的光致发光量子效率(PLQY)为81.2%。基于质量分数3%DPF-NA掺杂浓度的OLED器件电致发光(EL)峰位于455 nm,半峰宽(FWHM)仅为26 nm,CIE(x,y)坐标为(0.14,0.08),最大外量子效率(EQEmax)为6.76%。
关键词: 有机电致发光器件 ；二萘并[2,3-B∶2′,3′-D]呋喃 ；蓝光 ；激子利用 ；外量子效率
摘要： 有机发光二极管(OLED)作为新一代显示技术已广泛商用,但蓝光有机发光二极管在效率和稳定性等方面仍存在不足,虽用磷光染料能明显地提高效率,其制作成本之高却限制了产业化发展.因此,本文对蓝色荧光有机发光二极管中的效率滚降现象进行了深入探究.首先,从稳态和瞬态两个角度研究了电子电流和空穴电流对单极器件光致发光行为的影响,表明空穴对激子的淬灭效果更显著.实验证明激子-电荷相互作用是荧光OLED中效率滚降的主要机制,且激子主要是被束缚电荷淬灭而非移动电荷.另一方面制备了不同掺杂浓度的有机发光二极管器件以探究掺杂浓度对激子-极化子相互作用的影响,得到了综合性能较好的蓝色有机荧光器件,分析表明调控发光层电荷俘获可以平衡界面堆积电荷和发光层束缚电荷对激子的淬灭.本文完善了激子-极化子淬灭的内在机制,给减缓蓝色荧光有机发光二极管的效率滚降提供了有益参考.
关键词: 蓝色荧光OLED ；效率滚降 ；激子-电荷相互作用 ；束缚电荷
被引量
4
摘要： 采用多发光层结构,将一种新型的黄橙色荧光染料2-溴-4-氟苯乙烯-8-羟基喹啉锌(BFHQZn,(E)-2-(2-bromo-4-fluorostyryl)quinolato-Zinc)与蓝色9,10-二-2-萘蒽(ADN)组合在一起实现白光。研究了插入4,4-N,N-二咔唑联苯(CBP)对器件色度的影响,通过改变发光层厚度及蓝光发射层采用掺杂结构,制备了多发光层的白色有机电致发光器件(OLED),器件结构为ITO/2T-NATA(15 nm)/NPBX(5 nm)/CBP:13%ADN(15 nm)/BF-HQZn(20 nm)/CBP:6%Ir(ppy)3(5 nm)/CBP:13%ADN(15 nm)/BCP(8 nm)/Alq3(32 nm)/LiF(0.5 nm)/Al,器件在15 V电压下实现了白光发射,色坐标为(0.26,0.27),最大发光亮度为3323 cd/m2,在5 V电压下的最大发光效率为1.16 cd/A,并且器件的色坐标由5 V(5 cd/m2)启亮时(0.34,0.37)到15 V获得最大亮度(3 323 cd/m2)时的(0.26,0.27)均在白光范围内。
关键词: 有机电致发光器件(OLED) ；黄色发光材料 ；亮度 ；效率
被引量
6
摘要： 本研究通过在芘的4,5,9,10-位引入1-(4-溴苯基)-1,2,2-三苯基乙烯(TPE)基团,成功制备出结构高度扭曲的具有聚集诱导发光(AIE)性质的蓝色有机发光分子Py(4,5,9,10)TTPE。结果表明,Py(4,5,9,10)TTPE在混合的四氢呋喃和水溶液中表现出了典型的AIE特征,并具有高的光致发光量子效率(57.2%)。Py(4,5,9,10)TTPE具有良好的热稳定性和化学稳定性。基于Py(4,5,9,10)TTPE的非掺杂OLED器件显示出蓝光发射(λEL:476 nm)和低开启电压(Von:3.6 V),最大外量子效率(EQE)、电流效率(CE)和亮度(L)分别为1.84%、3.48 cd/A和2849 cd/m2。这项研究将为构建基于芘的高效蓝色有机发光材料提供了一种新的方法。
关键词: 聚集诱导发光(AIE) ；芘 ；电致发光
被引量
1
摘要： 中科院长春应用化学研究所马东阁研究员等在荧光/磷光混合型白光OLED研究方面取得新进展。目前,OLED照明引起了学术界和产业界的极大关注。由于蓝色磷光材料的稳定性一直没有解决,荧光/磷光混合发光被认为是实现OLED照明应用的最佳途径,混合型白光OLED成为有机发光研究领域的一大热点。
关键词: 应用化学研究 ；发光层 ；三线态 ；混合发 ；有机发光 ；磷光材料 ；单线态 ；长春应化所 ；激子 ；发光效率
摘要： 光学表面材料被广泛集成于设备中。可以增强和控制光波的发射、调制、动态整形和检测。在相关研究中,《科学》报道了有机发光二极管(OLED)显示器的体系结构可以通过引入纳米图案的超表面反射镜得以实现。在最终的meta-OLED显示器中,不同的metasurface图案定义了红色、绿色和蓝色的像素,并确保从有机白色发光体中优化提取这些颜色。这种新的体系结构有助于创建使用可缩放纳米压印光刻技术的新兴显示应用程序(例如虚拟现实)所需的超高像素密度(每英寸>10000像素)设备。相对于标准的彩色滤光白色OLED,超表面驱动的OLED显示屏所制造的像素具有两倍的发光效率和出色的色纯度。
关键词: 虚拟现实 ；应用程序 ；OLED显示屏 ；发光体 ；光学表面 ；色纯度 ；发光效率 ；像素
摘要： 有机电致发光器件(OLED)虽然已于1997年开始商品化,但是目前就全色显示来说,蓝色发光材料研究相对比较薄弱,故开发高效且色纯度高的深蓝光材料已成为本领域的一个亟待解决的课题。蓝色磷光材料在色纯度以及稳定性方面离实用化还有一定距离,但是蓝色荧光方面已经有较多十分接近目标的工作发表。在这些材料之中,蒽以及螺芴的衍生物在材料的热稳定性及色纯度方面表现出了强大的优势,而含氮化合物的特殊电子结构,可以有效地提高材料的荧光量子效率。根据分子结构,把蓝色荧光材料分为芳香烃类、含氮原子类和含其他杂原子类材料等。分析了各种蓝色荧光材料的研究现状,并对OLED蓝色荧光材料的发展趋势进行了评述和展望。
关键词: 光学材料 ；电致发光 ；荧光材料 ；有机小分子
被引量
14
摘要： 为了研究有机发光二极管(OLED)中发光特性与材料能带结构的关系,把不同的Ir配合物染料掺杂到结构相同的OLED器件中。OLED结构为ITO/NPB/CBP∶染料/TPBi/Mg∶Ag/Ag,染料分别为Ir(MDQ)2(acac)、Ir(ppy)3和Firpic。实验表明,这3种染料对应的掺杂器件分别发红光、绿光和蓝光。3个器件的阈值电压基本一致((6$0.1)V),但是,在100 cd/m2亮度下,绿光器件外量子效率最高(7.64%),蓝光器件外量子效率(5.65%)与绿光相近,红光器件外量子效率最低(2.75%)。分析认为,由于染料的掺杂浓度低,器件结构和载流子传输特性变化小,因而掺杂对阈值电压影响小;CBP与掺杂染料间存在能量转移,红色染料能级差小,非辐射跃迁几率大,发光效率最低;相比于绿光,蓝色染料能级差大,跃迁几率小,因此发光效率比绿光低。实验还发现,染料的发光波长与其能级差相比有红移现象,分析认为,这是由激发态能量振动弛豫和系间窜越过程形成的。
关键词: 有机染料 ；有机发光二极管 ；掺杂 ；能量转移
被引量
2
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