最新刊期
      2021 年 第 1 期

        有机发光显示材料与器件

      • 陶鹏,郑小康,尹梦娜,赵方卿,苗艳勤,刘淑娟,赵强
        2021, 36(1): 1-7. DOI: 10.37188/CJLCD.2020-0266
        摘要：发展新型高性能黄色磷光材料是实现高品质互补色白光有机发光器件(OLEDs)的关键。本工作中，使用氯原子功能化的2-苯基喹啉衍生物作为环金属配体，乙酰丙酮作为辅助配体，通过温和的合成方法制备了一种新型氯功能化的黄色磷光铱(Ⅲ)配合物(Ir1)。通过核磁共振谱和单晶X-射线衍射确认了配合物的结构。该配合物在二氯甲烷中具有强的宽谱带黄色磷光发射，最大发射峰位于574 nm，发射寿命为1.29μs，量子效率达到51%。与同类发射波段的铱(Ⅲ)配合物相比，该黄光配合物具有非常宽的单分子发射半峰宽(101 nm)。进一步制备了基于该磷光配合物的高性能黄光OLEDs，器件最大发射峰位于568 nm，发射半峰宽达到88 nm，器件最大亮度、外量子效率、电流效率和功率效率分别达到18 310 cd/m2、20.8%、58.16 cd/A和48.3 lm/W。结果表明该黄色磷光配合物在高性能互补色白光有机发光器件方面具有重要前景。  
        关键词：磷光;铱(Ⅲ)配合物;黄光;电致发光;半峰宽   
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        发布时间：2021-02-01
      • 高秀敏,刘岳峰,张海静,张天润,毕宴钢,银达,冯晶
        2021, 36(1): 8-20. DOI: 10.37188/CJLCD.2020-0277
        摘要：在过去30年中，有机电致发光器件(Organic light-emitting devices，OLEDs)在显示和照明面板领域得到了快速的发展和应用。然而，固有的低光取出效率使OLEDs常需要集成光取出微纳结构。另一方面，有机半导体激光器(Organic semiconductor lasers，OSLs)由于具有发射光谱宽、制备简单、成本低和易于集成的优点也引起了广泛关注。同OLEDs需要集成微纳结构一样，在OSLs中也需要制备微纳结构用作谐振腔从而产生光增益来实现激射。在不同的微纳结构制备工艺中，纳米压印技术(Nanoimprint lithography，NIL)作为一种高分辨率、高产率和低成本的图案化技术，被认为是最有前景的技术之一。NIL不仅可以打破衍射极限和光散射的限制，而且可以保证有机光电材料的光学和电学性能不受损害。本文回顾了利用NIL在OLEDs制备结构化电极、结构化功能层和结构化封装层以及在OSLs中制备结构化染料掺杂聚合物以及结构化发光材料的方案。  
        关键词：纳米压印技术;有机电致发光器件;有机半导体激光器   
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        发布时间：2021-02-01
      • 潘飞,戴一仲,李明光,陈润锋
        2021, 36(1): 21-38. DOI: 10.37188/CJLCD.2020-0265
        摘要：随着光电信息产业的高速发展，发光二极管(LEDs)作为固态照明和显示设备的核心单元，受到了研究人员的广泛关注。根据驱动方式的不同，一般将LEDs分为恒压或直流驱动的LEDs(DC-LEDs)以及交流驱动的LEDs(AC-LEDs)。与DC-LEDs相比，AC-LEDs不仅可以避免载流子大量累积所导致的亮度和效率降低，并且无需变压与整流系统即可接入交流电系统中，大幅简化了器件集成工艺，因此AC-LEDs展现出更好的应用前景。基于此，本文介绍了AC-LEDs的发光机制，总结了包括双绝缘、单绝缘、双注入、串联和平行结构在内的几种常见结构类型；综述了各类AC-LEDs的研究进展，探讨了各种结构对器件性能的影响，发现器件内部载流子的传输平衡和绝缘层的高介电性质是实现AC-LEDs高性能的关键因素；本文最后探讨了AC-LEDs所面临的机遇与挑战。  
        关键词：交流驱动;有机发光二极管;绝缘层;载流子产生;频率   
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        发布时间：2021-02-01
      • 田磊,李志毅,刘冠豪,王鹰
        2021, 36(1): 39-52. DOI: 10.37188/CJLCD.2020-0264
        摘要：在有机发光二极管(OLEDs)30多年的发展过程中，器件结构设计和功能材料开发是实现器件高效率发光的关键。倒置结构器件被认为是实现OLEDs器件高效率、长寿命的一种可行方案。但倒置器件以ITO为阴极造成了器件电子注入势垒过大，限制了倒置器件的进一步发展。本文以实现倒置器件电子注入原理的不同，分别介绍了n型掺杂、偶极层修饰和隧穿注入等方法在提高ITO阴极电子注入性能的相关研究工作。最后，对提高倒置器件电子注入性能的3种不同策略进行了总结和展望。  
        关键词：有机发光二极管;倒置结构;电子注入;n型掺杂;偶极层   
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        发布时间：2021-02-01
      • 陈玲玲,王林叶,肖曙,邹建华,朱旭辉,马东阁
        2021, 36(1): 53-61. DOI: 10.37188/CJLCD.2020-0237
        摘要：本文报道了一类面向有机电致磷光器件应用的电子传输材料，其具有易合成纯化、分子量低、玻璃化转变温度高以及经8-羟基喹啉锂(Liq)掺杂，电子迁移率高等优点。通过1，3-亚苯基，4，6-二苯基-1，3，5-三嗪-2-基单元与10-(萘基-2-基)-蒽-9-基偶联，得到分析纯的NaAN-m-TRZ(m/z=611.73)。残留的含溴中间体可以容易地通过柱层析和/或由CH2Cl2重结晶去除，从而避免了高风险卤代杂质对于OLED稳定性的影响。热分析表明，其Tg为157℃；在失重率为1%时，分解温度为353℃。根据紫外光电子能谱测量，NaAN-m-TRZ的HOMO能级为-5.76 eV，其LUMO估算为-2.84 eV。利用空间电荷限制电流模型，经由质量分数为50% Liq掺杂的NaAN-m-TRZ的电子迁移率高达6.23×10-5~7.19×10-4 cm2·V-1·s-1@E=(2~5)×105V·cm-1，有助于抑制磷光OLED器件中的三重态-极化子湮灭。因此，基于Liq：NaAN-m-TRZ的单层电子传输层，顶发射绿光磷光器件展现出高稳定性，预计寿命t97约为2 567 h@1 000 cd·m-2；发光效率、功率效率分别为72.2 cd·A-1、81 lm·W-1@1 000 cd·m-2(绿光发光材料为Ir(ppy)2(m-mbppy))。  
        关键词：三嗪;蒽;低分子量;玻璃化转变温度;电子迁移率   
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        发布时间：2021-02-01
      • 常鹏,韩春苗,许辉
        2021, 36(1): 62-77. DOI: 10.37188/CJLCD.2020-0207
        摘要：近红外有机发光材料与器件在信息安全、光纤通信、生物成像、医学诊断等重要领域具有广阔的应用前景。近几年，基于热激发延迟荧光、局域电荷转移杂化态、发光自由基的双重态激子发光等机理，电致发光过程中激子的利用率已达到100%，大幅提高了近红外有机电致发光器件的性能。本文综述了近红外有机小分子电致发光材料的研究进展。根据不同的发光机理对材料进行了分类，对各类发光机理及材料与器件的性能进行了总结，并对未来的发展前景进行了展望。  
        关键词：近红外;电致发光;热激发延迟荧光;局域电荷转移杂化态;发光自由基   
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      • 刘映雪,朱福荣
        2021, 36(1): 78-104. DOI: 10.37188/CJLCD.2020-0287
        摘要：开发高性能的近红外可视化器件在生物成像、食物检测、健康监测和环境分析等领域有着重要意义。近红外可视化器件由光探测单元和发光单元组成，可将人眼不可视的近红外光转换为可见光。其工作机制是，光探测单元作为发光单元的载流子注入层，在近红外光下产生光电流，因而被近红外光照射的区域会产生电荷注入，在发光单元的对应区域复合发光，发射可见光。没有近红外光照射时，光探测单元中不产生光电流，将抑制发光单元中的电荷注入，因而不发光。因此，近红外可视化器件可用于对辐射、反射或吸收近红外光的物质成像。本综述介绍了近红外可视化器件的工作原理和最新进展，包括基于无机、有机半导体等不同材料的近红外可视化器件。研究发现，近红外可视化器件的光子转换效率由近红外光探测单元和发光单元的光电转换效率决定。本文归纳了提高近红外可视化器件的光子-光子转换效率的方法和相关工作，探讨和展望了近红外光的可视化技术在三维图像分析、近红外检测卡、生物成像、健康和环境监测与检测的应用前景。  
        关键词：近红外可视化器件;近红外光电探测器;近红外光电探测晶体管;发光二极管;光子上转换效率;光亮度开关比   
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        发布时间：2021-02-01

        钙钛矿发光显示材料与器件

      • 卜世啸,葛子义
        2021, 36(1): 105-112. DOI: 10.37188/CJLCD.2020-0284
        摘要：金属卤化物钙钛矿材料是一类新兴的、潜力无限的半导体材料，具有成本低、高色彩饱和度、半峰宽窄（FWHM=20 nm）、带隙可调（380~1 000 nm）、光致发光量子产率高、优异的电荷传输性能等优点，目前已在各种光电子领域得到了广泛的研究并取得了迅速发展，例如钙钛矿太阳能电池、钙钛矿发光二极管（Perovskite light emitting diodes，PeLEDs）、钙钛矿存储器、钙钛矿光探测器等。自2014年科研人员首次观察到室温下的钙钛矿材料的电致发光现象以来，绿光、红光和近红外钙钛矿电致发光二极管的外量子效率（EQE）发展迅速，目前均已突破20%。已经达到了和目前市场上工艺成熟的有机发光二极管相当的水平，发展最慢的蓝光PeLEDs的EQE也达到了10%以上。本文仅对钙钛矿电致发光二极管的材料特点、光电性能以及研究进展进行简单的介绍，以便读者对钙钛矿电致发光二极管有较好的了解。  
        关键词：钙钛矿;发光二极管;三维;二维;纳米晶   
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        发布时间：2021-02-01
      • 许玉帅,王海龙,陈良,谢志元
        2021, 36(1): 113-122. DOI: 10.37188/CJLCD.2020-0215
        摘要：金属卤化物钙钛矿材料具有带隙可调、半峰宽窄、载流子迁移率高和荧光量子效率高等特点，在照明和显示领域显示出良好的应用潜力。通过对钙钛矿薄膜组分和器件结构的优化，红光和绿光钙钛矿发光二极管（PeLEDs）的外量子效率均已超过了20%，蓝光钙钛矿材料存在稳定性差、深能级陷阱多和电荷注入困难等问题，限制了蓝光PeLEDs的发展。因此，本文从三维钙钛矿材料、准二维钙钛矿材料和钙钛矿量子点入手，综述了这3种蓝光材料如何通过解决上述问题来提升相应器件的性能，对蓝光PeLEDs面临的机遇和挑战进行了总结和展望。  
        关键词：钙钛矿材料;蓝光;发光二极管   
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        发布时间：2021-02-01
      • 袁豪,孔令媚,王林,窦永江,罗云,杨绪勇
        2021, 36(1): 123-133. DOI: 10.37188/CJLCD.2020-0286
        摘要：近年来，金属卤化物蓝光钙钛矿发光二极管（Perovskite light-emitting diodes，PeLEDs）的发展十分迅速。然而，氯/溴混合的蓝光钙钛矿在电场作用下容易发生卤素离子迁移，致使发光光谱发生红移。光谱的不稳定性已严重地阻碍了蓝光PeLEDs的商业应用。本文通过在钙钛矿前驱体中引入三氟乙酸铯（CsTFA）来提高CsPbClBr2晶体的成核密度，诱导形成了小晶粒的钙钛矿发光薄膜，进而增加了钙钛矿薄膜的致密度。更重要的是，CsTFA中的碳氧双键（C=O）可以有效钝化CsPbClBr2晶粒晶界处的缺陷，抑制卤素阴离子发生离子迁移，极大地提升蓝光PeLEDs的光谱稳定性。在10 V的电压下，PeLEDs的发光光谱仍可以保持非常稳定。此外，对比参比器件，PeLEDs的最大亮度和最高外量子效率也分别提高了31倍和8倍。  
        关键词：蓝光钙钛矿薄膜;发光二极管;三氟乙酸铯;稳定性   
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        发布时间：2021-02-01
      • 王猛,马壮壮,陈旭,史志锋
        2021, 36(1): 134-140. DOI: 10.37188/CJLCD.2020-0249
        摘要：近年来，新兴的铅卤化物钙钛矿材料由于其高荧光量子产率（PLQY）、高色纯度、带隙可调等特性，在光电子器件应用方面受到了广泛的关注。然而，重金属铅的毒性严重阻碍了其大规模的生产和商业化发展。因此，开发低毒性的无铅钙钛矿材料成为该领域亟待解决的问题。本文采用高温热注入法制备了一种无铅铜基卤化物Rb2CuBr3材料，系统探究了原料中Rb+/Cu+量的比和反应时间对合成Rb2CuBr3的纯度和结晶质量的影响。透射电子显微镜显示合成的Rb2CuBr3微观特征为一维棒状形貌，这与其固有的一维晶体结构相符。此外，制备的Rb2CuBr3材料表现出明亮的紫光发射（390 nm），PLQY高达91.75%。进一步，采用温度依赖的光致发光（PL）和时间分辨的PL测试，证实了该材料较大的斯托克斯位移和宽的发射光谱来源于自限域态激子相关的辐射复合。整体来讲，这种具有高效发光特性的无铅Rb2CuBr3材料在未来的照明及显示等领域具有巨大的应用潜力。  
        关键词：无铅铜基卤化物;热注入;紫光发射;荧光量子产率;自限域态激子   
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      • 黎明亮,林克斌,卢建勋,冯文静,马青山,张文华,魏展画
        2021, 36(1): 141-148. DOI: 10.37188/CJLCD.2020-0272
        摘要：空穴传输层（Hole Transport Layer，HTL）是金属卤化物钙钛矿发光二极管（Perovskite Light-emitting Diodes，Pero-LEDs）中影响载流子传输平衡的一个重要因素。聚（3，4-乙烯基二氧噻吩）：聚苯乙烯磺酸钠（Poly（3，4-ethylenedioxythiophene）：Poly（styrene sulfonate），PEDOT：PSS）薄膜因其优异的导电性能、光透过率以及简单的溶液制膜工艺，而广泛应用于Pero-LEDs的HTL。然而，钙钛矿发光层的价带与PEDOT：PSS薄膜最高占据分子轨道（Highest Occupied Molecular Orbital，HOMO）能级之间能带差较大，增大了空穴注入势垒，继而降低了器件效率。本文通过向PEDOT：PSS水溶液掺入适量的氯化铯（CsCl）添加剂，有效调控了PEDOT：PSS薄膜的HOMO能级，使其与钙钛矿发光层更加匹配；同时CsCl掺杂也提高了PEDOT：PSS薄膜的空穴传输能力，使载流子传输更趋于平衡。基于改性的PEDOT：PSS薄膜，最佳器件达到了124 012 cd/m2的高亮度，其最大外量子效率（External Quantum Efficiency，EQE）达到了10.39%；相对于未掺杂的样品，最大亮度增加了25.49%，最大EQE增加了63.88%。  
        关键词：钙钛矿发光二极管;PEDOT:PSS;氯化铯;掺杂   
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      • 刘鑫妍,孙冠伟,刘喆,孟凡源,苏仕健
        2021, 36(1): 149-157. DOI: 10.37188/CJLCD.2020-0261
        摘要：为了得到高色纯度、高发光效率且制备方法简单的深红光钙钛矿电致发光器件（LED），本文选用乙胺碘（Ethylammonium Iodide（EAI））作为有机添加剂，掺杂在溶剂为N'N-二甲基甲酰胺（DMF）的CsPbBr0.5I2.5钙钛矿前驱体溶液中，采用旋涂的方法且在不使用反溶剂的情况下，得到不同EAI掺杂比例的钙钛矿薄膜。经研究发现，当掺杂摩尔比例为0.5：1（EAI：Pb2+）时，钙钛矿薄膜平整致密，经钝化后的钙钛矿晶粒最小，约为40 nm。以此钙钛矿薄膜为发光层，制备结构为ITO（90 nm）/PVK（30 nm）/perovskite（40 nm）/TPBi（55 nm）/CsF（1.2 nm）/Al（120 nm）的深红光钙钛矿发光器件，其启亮电压为2.7 V，最大亮度为320 cd/m2，最大外量子效率（EQE）为7%，发光峰为680 nm，色坐标为（0.71，0.28）。因此，有机添加剂EAI可以有效抑制钙钛矿大晶粒生长，同时降低缺陷态密度，利用简单的溶液加工技术和分子尺度自组装工艺得到了高质量薄膜，进而制备出性能优良的深红光钙钛矿LED。  
        关键词：钙钛矿;溶液加工;深红光发光;乙胺碘;电致发光二极管   
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      • 于超,陈琛,吴丹,姜欣,段羽
        2021, 36(1): 158-175. DOI: 10.37188/CJLCD.2020-0262
        摘要：喷墨打印作为一种非接触式、无需掩膜的数字印刷技术，被广泛应用于印刷电路板、光伏组件和显示器件等领域。近年来，金属卤化物钙钛矿作为一种新型的直接带隙离子型半导体材料，受到科研工作者们的广泛关注与研究。利用喷墨打印技术可以对钙钛矿墨滴的分配和沉积过程进行精确调控，为钙钛矿光电器件迈向产业化提供了一种可行的工艺路线。本文从喷墨打印的工作原理出发，分别从墨水制备和打印工艺两个角度概述了喷墨打印钙钛矿光电器件的发展进程，并分析了目前喷墨打印钙钛矿所面临的挑战。同时对基于喷墨打印技术制备钙钛矿光电器件的功能层和电极进行了总结，在此基础上对喷墨打印钙钛矿光电器件未来的发展前景和产业化探索进行了展望。  
        关键词：喷墨打印;钙钛矿发光器件;钙钛矿太阳能电池   
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        量子点发光显示材料与器件

      • 关小雅,王洪哲,申怀彬,杜祖亮
        2021, 36(1): 176-186. DOI: 10.37188/CJLCD.2020-0263
        摘要：胶体量子点是一种半径接近于激子玻尔半径的新型优质光电材料，其特殊的尺寸效应使其能通过调整尺寸大小实现高纯度的三原色发光、连续可调的光谱以及宽色域。量子点特殊的核壳结构保证了其良好的光/热稳定性；同时，量子点还具有优异的可溶液处理特性，是显示领域研究的热门材料。基于量子点构筑的量子点发光二极管器件也一直被看作是有望取代有机发光二极管的极具潜力的技术。过去的几十年间，量子点发光二极管取得了巨大的成功和快速的发展，被看作是显示领域最具潜力的优质候选材料之一。因此，对量子点发光器件性能进行研究分析并优化，对于加快其商业市场化有很重要的意义。本文从量子点发光器件优化到大面积生产的角度总结了国内外研究者在构筑高效、稳定的面向显示应用的量子点发光器件的研究进展，并分析了其未来发展将面临的困难和挑战。  
        关键词：量子点发光二极管;量子点;显示设备   
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      • 赵越,高旭鹏,路坡,白雪,张铁强,张宇
        2021, 36(1): 187-202. DOI: 10.37188/CJLCD.2020-0267
        摘要：量子点具有光谱随尺寸可调、发光效率高、光热和化学稳定性好及溶液加工性好等优点，使其在照明、显示等领域具有广泛的应用前景，成为近年来研究的热点。本文首先介绍了量子点材料的种类及其3种不同的核壳结构，随后对近年来量子点白光发光二极管（QD-WLED）的研究进展进行系统地描述和对比，重点分析了量子点产生白光的方法，LED器件结构及光电性能，最后总结了QD-WLED在可见光通信、健康照明、植物照明及光动力疗法等方面的应用，阐述了该领域所面临的挑战和未来发展前景。  
        关键词：量子点;白光发光二极管;智慧照明;健康照明;可见光通信   
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        发布时间：2021-02-01
      • 赵芳青,郝建华,王恺
        2021, 36(1): 203-215. DOI: 10.37188/CJLCD.2020-0271
        摘要：量子点及其发光二极管器件在显示领域展现出极大的潜力。然而，研究较为成熟的镉系量子点和钙钛矿纳米晶由于含有镉和铅等元素，对环境和人类健康有着较大威胁，限制了其更大规模的应用，无镉无铅量子点及其发光二极管器件显示出更大的潜力。目前，红光和绿光的研究进展较快，而蓝光的报道较少，器件性能也明显落后。本文总结了以磷化铟（InP）、硒化锌（ZnSe）和卤化铜基钙钛矿（Cs3Cu2I5）为代表的几种无镉无铅蓝光量子点材料及其发光二极管器件的研究进展，分别从材料的结构设计、制备工艺以及器件的结构优化、性能表征等方面进行了总结和分析，并对未来无镉无铅环保型蓝光量子点及其发光二极管器件的发展进行了展望，从材料和器件两方面分别提出了可以继续探索和发展的方向。  
        关键词：环保型;蓝光;量子点;量子点发光二极管   
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