采用传统的高温固相法合成出了硫元素掺杂的具有 473 nm和 525 nm双发射的 UCr4C4型 RbNa3(Li12Si4O16-ySy):Eu2+窄带蓝光荧光粉, 并在 UCr4C4结构中实现零热猝灭发光性能, 其发光积分强度在 250℃下提升至室温的 107%。Eu2+离子的格位占据分析及缺陷表征揭示了对应的发光调控和零热猝灭机理。采用阳离子取代策略 (Ti4+部分取代 Si4+)成功消除了荧光粉位于 525 nm的肩带峰, 将蓝光色纯度从 61.1%提升至 83.7%, 使 RbNa3(Li12Si3TiO16-ySy):Eu2+荧光粉有望成为应用于液晶显示背光的蓝色发光候选材料, 为 UCr4C4型发光材料零热猝灭性能的实现及色纯度的优化提供了新的设计思路。

为了提高蓝色有机发光二极管的效率, 本文借助溶液法采用TcTa和CzSi混合主体, 制备了蓝色磷光有机发光二极管(PHOLEDs)。此外, 针对三种电子传输材料Tm3PyP26PyB、TmPyPB和TPBi进行了优选, 以进一步优化器件的效率。本文通过优化混合主体材料的掺杂比例和电子传输材料的选择, 不断提高器件的效率。最终, 当TcTa∶CzSi的掺杂比为6∶1、电子传输层TPBi为70 nm时器件性能最优, 其最大亮度(Bmax)、电流效率(CEmax)、功率效率(PEmax)和外量子效率(EQEmax)分别为6 662 cd·m-2、39.40 cd·A-1、23.33 lm·W-1和19.7%。此外, 即使在1 000 cd·m-2的实际亮度下, 电流效率和外量子效率仍高达33.43 cd·A-1和16.7%。

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。

金属卤化物钙钛矿材料凭借其低成本、高色彩饱和度、高荧光量子产率、可调的发光波长和溶液加工等特点, 在下一代平板显示和固体照明领域极具应用前景。得益于对钙钛矿材料的设计、器件结构的优化和发光机理的深刻认识, 自2014年首次观察到室温下的钙钛矿电致发光现象以来, 绿光、红光和近红外钙钛矿电致发光二极管（PeLED)的外量子效率（EQE)目前已迅速突破了20%。然而, 作为三基色之一的蓝光PeLED发展较为缓慢, 这严重制约了全彩色PeLED的发展。最近一年来, 蓝光PeLED的效率增长显著, EQE已经超过10%。本文总结了蓝光钙钛矿材料的制备和器件结构的优化, 并对未来蓝光PeLED发展方向和所面临的问题进行了讨论, 以期促进蓝光PeLED的发展。

为了提升溶液法制备的蓝色荧光有机发光二极管(OLEDs)的效率, 采用了基于热激活延迟发光(TADF)的激基复合物作为主体材料。 TADF激基复合物主体可以利用反向系间窜跃上转换形成单线态激子并将能量传递到客体, 从而可以同时利用发光层中的三线态激子和单线态激子, 以提升蓝色荧光器件的效率。 选择蓝色荧光材料1-4-Di-［4-(N,N-diphenyl)amino］styryl-benzene (DSA-ph)作为客体发光材料, 4,4′,4″-T-ris(carbazol-9-yl)triphenylamine (TCTA) 掺杂1,3,5-Tri(1-phenyl-1H-benzo［d］imidazol-2-yl)phenyl) (TPBi)作为热激活延迟荧光激基复合物主体, 通过溶液法制备了蓝色荧光OLEDs。 通过测试TCTA, TPBi以及TCTA掺杂TPBi的光致发光光谱发现, 与TCTA和TPBi相比, TCTA掺杂TPBi的光致发光谱(PL)发生了明显的红移 (峰值波长变为437 nm), 而且光谱变宽, 证明了TCTA∶TPBi激基复合物的形成。 通过对于DSA-ph掺杂激基复合物主体的薄膜与DSA-ph掺杂poly(methyl methacrylate) (PMMA) 的薄膜进行PL测试发现, 两者发光峰相同, 都是来自DSA-ph的发光, 说明激基复合物主体将能量传递到了DSA-ph; DSA-ph的吸收光谱与激基复合物主体的PL光谱存在很大重叠, 说明激基复合物主体与DSA-ph的能量传递非常有效; 通过对激基复合物主体掺杂不同浓度客体的薄膜进行瞬态PL衰减测试发现, 与纯DSA-ph的寿命相比, DSA-ph掺杂激基复合物主体之后其寿命会延长, 纯DSA-ph的寿命只有1.19 ns, DSA-ph掺杂激基复合物主体的荧光衰减曲线与激基复合物主体的荧光衰减曲线相似, 这进一步证明了激基复合物主体将能量传递到了DSA-ph。 研究了主体引入以及DSA-ph掺杂浓度对器件性能的影响。 对于器件的亮度、 电流密度、 电压、 电流效率、 电致发光光谱等参数进行了测试, 与不采用激基复合物主体的器件相比, 采用激基复合物主体的器件性能明显改善, 在DSA-ph掺杂浓度为10%时, 器件亮度从2133.6 cd·m-2提升到了3 597.6 cd·m-2, 器件效率从1.44 cd·A-1提升到了3.15 cd·A-1, 发光峰只有来自DSA-ph的发光。 采用TADF激基复合物主体的方法有潜力实现溶液法制备的高效蓝色荧光OLEDs。

通过结合静电纺丝和氨化技术方法合成了Eu2+掺杂的GaN(GaN:Eu2+)纳米纤维.SEM和TEM图像显示纳米纤维由尺寸均匀分布的GaN纳米颗粒组成.XRD测试结果表明, GaN:Eu2+样品主要为六方相GaN(h-GaN), 其平均粒径为7.3 nm.进一步的拉曼测试结果显示出现了两个额外的GaN拉曼位移, 波数分别位于252和422 cm-1.室温光致发光谱表明GaN基质中的Eu2+在407 nm处产生了强烈的特征蓝色发光峰.

合成了一系列蓝光锆(Ⅳ)配合物［Zr(NN)(DBM)3］Cl(DBM=二苯甲酰基甲烷, NN=1,10-邻菲罗啉　1; 2, 9-二甲基-1,10-邻菲罗啉　2; 4,4′-二甲基-2,2′-联吡啶　3; 1-乙基-2-(1-萘基)-1H-咪唑-4,5-f-1,10-邻菲罗啉　4), 以波长为355 nm的紫外光激发, 4个配合物的最大发射峰均位于445 nm左右, 半峰宽只有36～45 nm。在相同的测试条件下, 配合物1的蓝光发射强度最大, 量子效率最高, 其原因是结构刚性强, 能够有效地减少非辐射跃迁造成的能量损失。而且, 配合物1～3的热稳定性很好, 分解温度均在200 ℃以上, 可以用于制作有机发光器件, 不会在器件的制作过程中发生分解。

高温固相法制备了Yb3+/Tm3+共掺的Sb2O4发光粉体, 研究了其上转换发光性质。 在980 nm半导体激光器的激发下, 样品发射较强的近红外(800 nm)和较弱的蓝色(480 nm)及红色(680 nm)上转换发光。 粉末样品中稀土Yb3+及Tm3+浓度对上转换发光性质具有显著的影响, 随着Yb3+或Tm3+浓度的增加, 上转换发光增强; Tm3+掺杂浓度达08%时其上转换发光强度达到最大, 之后上转换发光随Tm3+浓度的增加而减弱, 这是由于浓度猝灭引起的。 探讨了粉末样品的上转换发光机理, 在980 nm激发下Tm3+的蓝光和近红外上转换发光均属于二光子的上转换发光过程。