聚合物电致发光材料及器件

本文着重介绍了聚合物电致发光器件的工作原理、器件结构、聚合物材料的种类及分子结构,并对影响器件发光效率和寿命的因素、聚合物电致发光材料目前存在的问题和发展前景作了简介。

含1,3,4-噁二唑环聚合物电致发光材料的近期进展

含1,3,4-噁二唑环的聚合物作为一种新型的具有电子传输功能的聚合物电致发光材料在近10年的研究中引起了人们的极大关注,这种聚合物可以通过不同的合成方法获得,为材料的设计提供了极大的便利。本文综述了近几年来含1,3,4-噁二唑环聚合物电致发光材料的研究进展,探讨了这一领域可能的发展方向和应用前景。

影响聚合物电致发光器件旋涂膜厚因素的研究

采用正交试验设计 ,应用方差分析方法 ,研究了旋涂工艺中聚合物溶液的浓度、匀胶机的旋涂速度和加速度以及旋涂时间对所制备的薄膜厚度的影响。试验和分析结果表明 :溶液浓度和旋涂速度对薄膜厚度具有显著性的影响 ,而旋涂加速度和旋涂时间对它的影响则不显著。使用旋涂工艺制备聚合物薄膜时 ,合理选择溶液浓度和旋涂速度 。

双层阴极结构BaO/Al聚合物电致发光器件电子注入的研究

介绍了用双层阴极BaO/Al和发光层MEHPPV制成的聚合物电致发光器件(PLEDs),研究了绝缘层BaO对电子注入所起的作用.实验发现,BaO对电子的注入起到显著的促进作用,与直接用Al做阴极的器件对比,其发光亮度和效率分别提高了20倍和10倍,达到了1250cd/m2和0.4%.同时也研究了不同厚度的绝缘层BaO对电子注入的影响,随着厚度的增加,外部量子效率和亮度先增加后减少,存在一个约为1nm的最佳厚度.另外,国外用绝缘层LiF和CsF做成器件,与他们的实验结果对比,发现是绝缘层BaO增强了电子的注入,而不是BaO分解得到的金属Ba.

聚合物电致发光二极管发光层中的电场分布

以单层聚对苯乙炔 (PPV)薄膜发光二极管为例 ,研究其薄膜中的电场分布 ,探讨其电场分布对载流子注入、输运和复合的影响。研究结果有助于揭示其发光机理 ,为提高发光效率提供了有益的启示。

蓝光聚合物电致发光材料研究

简要介绍了近年来国内外在蓝光高分子电致发光材料领域的一些研究进展,并对其存在的问题进行了初步探讨。

带烷氧基的苯基蒎烯吡啶铱配合物在聚合物电致发光器件中的应用研究

采用旋涂法将一组带烷氧基的苯基蒎烯吡啶铱(Ⅲ)配合物(Ir(RO-pppy)3)磷光材料掺杂到PVK中,制作出了聚合物电致发光器件:ITO/PE-DOT:PSS(40 nm)/PVK0.7:PBD0.3:(x%.)Ir-complex(80 nm)/CsF(1.5 nm)/Mg:Ag(200 nm).实验结果表明,带有长烷氧基链配体的铱(Ⅲ)配合物能表现出更好的器件行为,当掺杂浓度为3.2%时,器件的最高发光效率达19.9 cd/A(7.8 lm/W,9.1V),CIE为(0.20,0.56);器件最大亮度为15700 cd/m2(8.4V).通过对这组铱(Ⅲ)配合物的光物理行为及电化学性能的研究,考察了主体材料与配合物之间的能级配置以及能量转移的机理.

聚合物电致发光器件工作层热效应的喇曼光谱研究

以喇曼光谱和红外测温仪为表征手段,研究了聚合物电致发光器件在施加不同电流密度的工作条件下器件内部热效应对器件老化的影响.通过实验得到器件内发光层的斯托克斯喇曼信号和反斯托克斯喇曼信号强度的比值,代入波尔兹曼方程计算得到该层对应的温度,从而达到精确测量器件内部工作温度的目的.通过对器件施加0～169mA/cm2的电流密度,发现器件内部工作温度逐渐升高,最终达到有机层的玻璃化转变温度后,发光层材料发生相变,变成游离状的液态,这种状态不稳定,造成发光层材料的局部缺陷,使得器件阴阳极短接导致器件短路,从而发光失败.实验表明喇曼光谱是一种探测薄膜器件内部工作层温度的有效手段.

有机/聚合物电致发光器件的稳定性问题

有机/聚合物电致发光(EL)器件走向实用化的最大障碍是其稳定性和寿命。文章综述了有机/聚合物EL器件的稳定性问题,并从器件的失效过程、电极材料及其界面对器件稳定性的影响及有机材料本身的稳定性等方面讨论了器件的稳定性。

聚合物电致发光器件老化机理的研究

文章比较了聚合物pheny1-substitutedpoly[p-pheny1eneviny1ene]derivative(P-PPV)绿光电致发光器件老化前后的I-V特性曲线及亮度曲线,详细地分析了黑斑产生的可能原因。对提高聚合物电致发光器件的稳定性具有一定的指导意义。

制备工艺对聚合物电致发光器件稳定性的影响

探讨了发光层厚度以及复合阴极材料对聚合物电致发光器件稳定性的影响,并通过对同一器件在不同初始亮度下的寿命进行测试比较,得到了该器件寿命的加速老化因子。然后,通过计算得知,结构为ITO/PEDOT:PSS/MEH-PPV/Ba/Al的聚合物电致发光器件在初始亮度为100 cd/m2情况下的寿命高达10 124 h,基本上达到了实用化要求。

一种蓝光聚合物电致发光器件的稳定性能研究

对一种由3,9-咔唑与芴的蓝光聚合物制备的电致发光器件(PLED)的光电稳定性进行了研究。研究了其电致发光性能、聚合物薄膜热稳定性和光电稳定性。研究结果表明,基于3,9-PFCz的PLED具有良好的热稳定性,且电致发光光谱不随电压的变化和工作时间发生改变,表明3,9-PFCz是一类很有前途的稳定的蓝光聚合物。

全湿法制备聚合物电致发光器件

利用全溶液方法制备了聚合物电致发光器件并研究了器件的性能。器件的所有膜层,包括发光层和上电极层均采用溶液湿法获得,完全摒弃了真空蒸镀工艺。利用二次溶剂掺杂获得的PEDOT∶PSS聚合物薄膜的电导率达到608.7 S/cm。在240 nm的厚度时,聚合物电极膜层的面电阻约为68Ω/□;当膜层厚度为1μm时,薄膜的面电阻可低于16Ω/□。采用溶液滴涂方法制备的高电导PEDOT∶PSS聚合物薄膜作为上电极替代通常所用的铝电极,所制备的聚合物发光器件的开启电压约为4 V。

磷酸酯聚芴阴极界面修饰层对聚合物电致发光性能的影响

发展了基于稳定金属电极的阴极界面材料,对促进聚合物电致发光器件的产业化进程具有重要意义。侧链含磷酸酯功能基团的聚芴衍生物(PF-EP)是一种极性聚合物中性材料,能溶于乙醇等醇类溶剂,非常适合制备多层溶液加工型发光器件。除此之外,它结合稳定的金属Al电极能实现有效电子注入。本文以PFEP在绿光聚芴发光器件中的应用为例,详细对比分析了两种基于PF-EP的阴极电极结构(PF-EP/LiF/Al和PF-EP/Al)的器件EL性能。结果显示,PF-EP/LiF/Al阴极结构具有更优异的电子注入能力。基于单电子器件和X射线光电子能谱,本文对这一高效电子注入结构的注入能力和注入机理进行了探讨。

共轭聚合物材料及电致发光器件

共轭聚合物是一种极有应用前景的有机半导体材料,本文综述其研究进展,包括典型共轭聚合物材料PPV、PT、PF等及PPP的工作原理,发展前景和存在的问题。

聚合物电致发光二极管面光源的热分析

针对聚合物电致发光二极管(PLED)面光源的结构特点,建立了PLED面光源正负极双通道的散热模型。采用有限元分析软件对PLED面光源在光强为1000 cd/m2时的热特性进行模拟,获得其在自然对流和强制对流下的温度场分布图,从仿真结果知PLED器件的最高温度TH均处于PFO-BT发光层,分别为43.934℃和26.234℃。模拟PLED面光源由开始加载电压至光强为5000 cd/m2的全过程,获得PLED面光源最高温度TH与输入功率P之间线性关系。通过改变PLED面光源电极形状及开口率大小,分别模拟得出其对PLED面光源热特性的影响。仿真结果表明电极形状是PLED面光源最高温度TH重要影响因素之一,采用圆形电极更有利于PLED面光源散热,PLED面光源最高温度TH随着开口率增大而增大,但并非呈现简单线性关系。PLED面光源的热学研究结果为其优化设计提供了理论依据。

聚合物电致发光二极管热特性研究

采用ANSYS有限元分析软件中热分析结构单元,对聚合物电致发光二极管(PLED)在光强为1000cd/m2时的热特性进行模拟,获得其温度场、热流分布及温度梯度的分布图,从仿真结果知PLED器件的最高温度为45.968℃,处于PFO-BT发光层,最低温度为45.95℃,处于石英玻璃基底末端.计算得出聚合物发光器件总热阻为1305℃/W,聚合物发光层至石英玻璃基底末端热阻为1℃/W.通过改变PLED器件输入功率、基底材料以及基底厚度3个参数,分别模拟得出其对PLED器件热特性的影响,仿真结果表明器件最高温度TH与输入功率P显现良好的线性关系;不同基底材料对器件温度影响小,负极端为器件主要散热通径;当基底厚度不断增加时,PLED器件最高温度随着增加,而最低温度不断减少,器件总热阻基本不变,发光层至石英基底末端热阻线性增大.

饱和红色聚合物电致发光器件的稳定性

研究了用聚合物共混提高电致发光器件的发光效率及稳定性.将聚合物poly[2-(2-ethylhexyloxy)-5-methoxy-1,4-phenylenevinylene](MEH-PPV)混入poly[9,9-dioctylfluorene-co-4,7-di-2-thienyl-2,1,3-benzothiadiazole](PFO-DBT15)中,配制共混溶液旋涂制成单层发光器件,得到了稳定饱和红光发射器件(色坐标0.67,0.33),发光来源PFO-DBT15聚合物.通过设计单载流子注入器件,研究了器件稳定性得到改善的机理,发现MEH-PPV除具有向PFO-DBT15分子进行能量转移外,MEH-PPV还改善了器件的空穴注入及传输性.

反向偏压下的压控颜色可调谐聚合物电致发光

成功制备了结构为 ITO/ PDDOPV/ PPQ/ Al的异质结聚合物发光二极管 ,其中 PDDOPV是 p型聚合物材料 ,PPQ是 n型聚合物材料。该器件在正、反向偏压下均可发光。在正向偏压下的光发射主要来自 PDDOPV;在反向偏压下的光发射来自 PPQ的蓝光发射和 PDDOPV的黄光发射。蓝光强度与黄光强度的比值随着反向偏压的增加而增加。换句话说 ,该器件的发光颜色是压控可调的。这对实现彩色显示是极为有利的。

基于空穴注入层摩擦定向的偏振蓝光聚合物电致发光器件

研究了利用摩擦空穴注入层3,4-乙撑二氧噻吩:聚苯乙烯磺酸(PEDOT:PSS)作为定向层实现聚芴(PFO)薄膜的偏振电致发光,蓝光的色坐标为(0.20,0.21).从聚合物薄膜的紫外可见吸收和光致发光偏振特性,研究了不同定向层摩擦强度、退火温度以及退火时间下PFO薄膜的二向色性,并证明退火温度是决定器件偏振性能的关键因素.当摩擦强度为25mm退火温度和时间分别为200℃和30min时,得到较好的偏振性能,器件的电致发光偏振率约为3.