Author Affiliations
Abstract
1 Soochow University, Institute of Functional Nano and Soft Materials (FUNSOM), Jiangsu Key Laboratory for Carbon-Based Functional Materials and Devices, Suzhou, China
2 Soochow University, College of Chemistry, Chemical Engineering and Materials Science, Jiangsu Engineering Laboratory of Novel Functional Polymeric Materials, Suzhou, China
3 Macau University of Science and Technology, Macao Institute of Materials Science and Engineering, Macau, China
Near-infrared (NIR) light has shown great potential for military and civilian applications owing to its advantages in the composition of sunlight, invisibility to human eyes, deeper penetration into biological tissues, and low optical loss in optical fibers. Therefore, organic optoelectronic materials that can absorb or emit NIR light have aroused great scientific interest in basic science and practical applications. Based on these NIR organic optoelectronic materials, NIR optoelectronic devices have been greatly improved in performance and application. In this review, the representative NIR organic optoelectronic materials used in organic solar cells, organic photodetectors, organic light-emitting diodes, organic lasers, and organic optical waveguide devices are briefly introduced, and the potential applications of each kind of device are briefly summarized. Finally, we summarize and take up the development of NIR organic optoelectronic materials and devices.
near-infrared organic optoelectronic materials organic solar cells organic light-emitting devices organic optical waveguides Advanced Photonics
2024, 6(1): 014001
1 南阳师范学院 物理与电子工程学院, 河南省MXene材料微结构国际联合实验室, 河南 南阳 473061
2 吉林大学 物理学院, 吉林 长春 130012
利用Ag/tris-(8-hydroxyquinoline) aluminum(Alq3)/Ag/Alq3/Ag这一金属/有机半导体多层结构作为阳极, 实现了超低效率滚降的顶发射白光器件。在该器件中, 我们在蓝光和橙光发光单元之间引入一个薄的4,4′-bis(9-carbazolyl)-2,2′-biphenyl(CBP)层, 从而减少橙光发光层与蓝光发光层的Dexter能量传递, 用以改善白光器件发光光谱及效率。通过优化微腔设计, 实现了对橙光磷光材料发射的调控。最终, 我们获得了在60 000 cd/m2亮度下效率滚降仅为17%的顶发射白光器件。在效率方面, 虽然顶发射白光器件与底发射白光器件不相上下, 但由于微腔效应的存在, 顶发射白光器件的效率滚降却远低于底发射白光器件的效率滚降。
有机发光器件 顶发射 微腔效应 效率滚降 organic light-emitting devices top-emitting microcavity effect efficiency roll-off
Author Affiliations
Abstract
1 State Key Lab of Integrated Optoelectronics, College of Electronic Science and Engineering, Jilin University, Changchun 130012, China
2 State Key Lab of Precision Measurement Technology and Instruments, Department of Precision Instrument, Tsinghua University, Beijing 100084, China
3 College of Physics, Jilin University, Changchun 130012, China
We report a feasible method to realize tunable surface plasmon-polariton (SPP) resonance in organic light-emitting devices (OLEDs) by employing corrugated Ag-Al alloy electrodes. The excited SPP resonance induced by the periodic corrugations can be precisely tuned based on the composition ratios of the Ag-Al alloy electrodes. With an appropriate composition ratio of the corrugated alloy electrode, the photons trapped in SPP modes are recovered and extracted effectively. The 25% increasement in luminance and 21% enhancement in current efficiency have been achieved by using the corrugated Ag-Al alloy electrodes in OLEDs.
organic light-emitting devices alloy electrodes tunable surface plasmon-polariton resonance periodic corrugation light extraction Opto-Electronic Advances
2021, 4(8): 08200024
吉林大学 电子科学与工程学院集成光电国家重点实验室, 吉林 长春130012
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。
纳米压印技术 有机电致发光器件 有机半导体激光器 nanoimprint lithography organic light-emitting devices organic semiconductor laser
1 集成光电子学国家重点实验室吉林大学实验区, 吉林 长春 130012
2 吉林大学电子科学与工程学院, 吉林 长春 130012
在有机电致发光器件(OLEDs)中,由于存在多种光子束缚模式,其光提取效率很低。在有机太阳能电池(OPVs)中,有机材料的载流子迁移率较低,需要控制有源层厚度,导致光吸收不足,降低光电转换效率。利用金属等离子体微纳结构调控有机光电器件中的光场分布,是提高器件效率的有效方法之一。对基于金属等离子体微纳结构调控有机光电器件光场分布的最新研究进展进行总结,并详细讨论利用等离子体金属结构提高OLEDs的光提取效率和OPVs的光吸收效率的机理和方法。
表面光学 表面等离子体 光场调控 有机电致发光器件 有机太阳能电池 激光与光电子学进展
2019, 56(20): 202406
南京邮电大学 有机电子与信息显示国家重点实验室培育基地信息材料与纳米技术研究院, 江苏 南京 210023
柔性有机发光二极管(FOLED)具有机械柔韧性好、低功耗、驱动电压低、高色域、宽视角、响应速度快等优点, 在柔性显示、柔性照明、可穿戴设备等方面显示了广阔的应用前景。虽然柔性OLED研究与应用已经有了很大程度的进展, 但要实现产业化, 稳定性、效率及其电极等方面都需要进一步完善。本文介绍了柔性衬底与导电电极的制备及处理方法, 并对柔性OLED的发展趋势进行了展望。
柔性有机发光二极管 机械柔韧性 柔性显示 柔性衬底 导电电极 flexible organic light-emitting devices mechanical flexibility flexible display flexible substrate conductive electrode
1 北京交通大学发光与光信息技术教育部重点实验室, 北京 100044
2 北京交通大学光电子技术研究所, 北京 100044
掺杂型有机电致发光器件中载流子累积、 载流子复合等物理过程的深入了解对提高器件效率和稳定性有重要作用。 通过瞬态电致发光测量可以研究掺杂型有机电致发光器件内部载流子累积。 对结构为: ITO/NPB(30 nm)/host: Ir(ppy)3/BCP(10 nm)/Alq3(20 nm)/LiF(0.7 nm)/Al(100 nm)的器件分别研究主体材料以及客体掺杂浓度变化对有机掺杂型器件瞬态发光行为的影响。 实验发现, 当单脉冲驱动电压关闭后, 只有TAZ: Ir(ppy)3掺杂器件出现发光瞬时过冲现象, 即发光强度衰减到一定时间时突然增强; 且随着客体掺杂浓度的增加, 瞬时过冲强度逐渐增强。 通过分析TAZ: Ir(ppy)3掺杂器件的瞬时过冲强度对主体材料与掺杂浓度的依赖关系, 进一步发现, 瞬时过冲效应强度主要受限于发光层内部积累的电子载流子; TAZ: Ir(ppy)3发光层内电子容易被客体材料分子俘获并积累, 电场突变时陷阱电子容易跳跃到主体材料上并与主体材料上积累的空穴形成激子, 激子能量传递到客体材料上并复合发光继而出现发光强度的瞬时过冲现象。 研究发光瞬时过冲行为可探究器件发光层内的载流子和激子的动态行为, 有利于指导器件的设计, 从而减少积累电荷的影响, 提高器件的性能。
瞬态电致发光 有机电致磷光 瞬时过冲 陷阱电荷 Transient electroluminescence Phosphorescent organic light emitting devices Overshoot Trapped charge
1 华侨大学 信息科学与工程学院, 福建 厦门 361021
2 厦门市移动多媒体通信重点实验室, 福建 厦门 361021
为了能够有效地提高电子的注入和传输能力, 改善有机电致发光器件的性能, 本文利用CsN3作为n型掺杂剂, 对有机电子传输材料Bphen进行n型电学掺杂, 制备了结构为ITO/MoO3(2 nm)/NPB(50 nm)/Alq3(30 nm)/Bphen(15 nm)/Bphen∶CsN3(15 nm,x%, x=10,15,20)/Al(100 nm)的器件。实验结果表明, CsN3是一种有效的n型掺杂剂, 以掺杂层Bphen∶CsN3 作为电子传输层, 可以有效地降低电子的注入势垒, 改善器件的电子注入和传输能力, 从而降低器件的开启电压, 同时提高了器件的亮度和发光效率。在掺杂浓度为10%时器件的性能最优, 开启电压仅为2.3 V, 在7.2 V的驱动电压下, 达到最大亮度29 060 cd/m2, 是非掺杂器件的2.5倍以上。当驱动电压为6.6 V时, 达到最大电流效率3.27 cd/A。而当掺杂浓度进一步提高时, 由于Cs扩散严重, 发光区形成淬灭中心, 造成器件的效率下降。
n型掺杂 有机电致发光器件 电流效率 CsN3 CsN3 n-type dopant organic light-emitting devices current efficiency
1 State Key Laboratory on Integrated Optoelectronics, College of Electronic Science and Engineering, Jilin University, Changchun 130012, China
2 College of Physics, Jilin University, Changchun 130023, China
In this paper, we demonstrate a color tunable white organic light-emitting devices (WOLEDs) based on the two complementary color strategies by introducing two-dimensional (2-D) dual periodic gratings. It is possible to tune the color in a range between cold-white and warmwhite by simply operating the polarization of polarizer in front of the microstructured WOLEDs. Experimental and numerical results demonstrate that color tunability of the WOLEDs comes from the effect of the 2-D dual periodic gratings by exciting the surface plasmon-polariton (SPP) resonance associated with the cathode/organic interface. The electroluminescence (EL) performance of the WOLEDs have also been improved due to the effective light extraction by excitation and out-coupling of the SPP modes, and a 39.65% enhancement of current efficiency has been obtained compared to the conventional planar devices.
dual periodic grating dual periodic grating surface plasmon-polariton (SPP) surface plasmon-polariton (SPP) color tunable color tunable white organic light-emitting devices (WOLEDs) white organic light-emitting devices (WOLEDs) Frontiers of Optoelectronics
2016, 9(2): 283
华侨大学 信息科学与工程学院， 福建 厦门 361021
通过设计合理的微腔结构，制备了基于绿光染料C545t、黄光染料Rubrene、红光染料DCJTB的3种顶发射有机电致发光器件。研究了不同发光染料对顶发射器件的光谱的影响。研究表明，微腔结构对光谱具有窄化作用。绿光、黄光器件的发光峰波长并未随视角增大而明显变化，体现出良好的光谱角度性，而红光器件却出现了明显的光谱蓝移现象。绿光器件的最大功率效率为8.7 lm/W，当电流密度为45 mA/cm2时，亮度能达到7 205 cd/m2; 黄光器件的电流效率最大值为11.5 cd/A，当电流密度为48 mA/cm2时，亮度可达到3 770 cd/m2; 红光器件的电流效率最大能达到3.54 cd/A，当电流密度为50 mA/cm2时，可获得1 358 cd/m2的亮度。采用合适的发光材料以及合适的器件结构，不仅可以提高顶发射器件的色纯度及发光效率，还可以改善器件发光光谱的角度依赖性。
顶发射有机电致发光器件 发光染料 微腔 光谱 top-emitting organic light-emitting devices luminescent dyes microcavity spectra
