绝缘层LiF/Al电极对提高P-PPV发光器件发光性能的研究

为了提高聚合物电致发光器件中Ba（Ca）／Al阴极的稳定性,在该阴极与聚合物发光材料poly（2-（4-ethylexyl）phenyl-1,4-phenylene vinylene）（P-PPV）层之间插入一层7nm的LiF绝缘层,发光器件的发光性能在多项参数（发光器件的电压．电流特性、发光强度及外量子效率,以及电流效率等发光性能指标）上能够与工作性能优良但稳定性较差的Ba（Ca）／Al电极结构PLEDs器件的发光特性具有可比性。这对于研制高效率、高稳定的聚合物电致发光器件并最终将其用于商业目的,具有重大现实意义。     

金属氟化物对聚合物发光二极管发光性能的提高

在以聚合物发光材料MEH-PPV为发光层的聚合物发光二极管(PLEDs)的金属阴极与聚合物发光层之间插入一层绝缘的金属氟化物,发光器件的发光性能有所提高,而且绝缘层的厚度会影响器件性能提高的最终效果。特别是具有LiF／Al的双层电极的发光器件,其发光特性与工作性能优良,但稳定性较差的Ba(Ca)／Al电极结构器件的发光特性具有可比性。初步分析表明绝缘层的插入造成了发光聚合物层与金属电极界面的能带发生弯曲,降低了发光器件中少数载流子电子的注入势垒,提高了发光器件中少数载流子电子的注入效率。从而最终导致了发光器件的开启电压、发光强度、外量子效率及电流效率等发光性能指标的显著提高。     

CsF/Al阴极对提高芴基饱和红光器件性能的研究

从聚合物/电极界面修饰的角度对基于饱和红光聚合物PFO-SeBT(9,9-二辛基芴与4,7-二硒吩-2,1,3-苯并噻二唑的无规共聚物)的发光二极管的性能进行了改进，通过采用CsF/Al阴极并优化CsF的厚度以及在PFO-SeBT1/阳极界面插入聚乙烯基咔唑(PVK)层，使器件的最大电致发光外量子效率达到1.79%，比采用低功函数的金属Ba/Al阴极器件的效率提高了两倍多.器件的性能得以改善的原因是CsF/Al阴极能有效提高电子注入能力以及PVK层对电子的阻挡作用. 关键词： 聚合物发光二极管 聚合物/电极界面 CsF/Al阴极 电子注入     

新型TPBI/Ag阴极结构的红色有机发光二极管

采用可溶液加工的小分子红光材料2为发光层（EML）,制备了不同阴极结构的系列电致发光器件.结果表明,空穴阻挡层（HBL）TPBI的引入能有效降低高功函数（Al, Ag, Au）金属阴极的电子注入势垒,显著改善器件发光效率,与传统阴极结构（Ba/Al）比较,采用TPBI/Ag阴极结构的器件外量子效率提高了57%,主要原因是TPBI/Ag阴极界面形成较低的电子注入势垒,有利于电子注入,使器件发光效率明显提高. 关键词： 电致发光 电子注入 阻挡层 高功函数金属阴极     

电极修饰层PEO/LiF对聚合物发光二极管发光性能的提高

在以聚合物发光材料poly(2-methoxy-5-(2′-ethylhexyloxy)-1,4-phenylene vinylene)(MEH-PPV)为发光层的聚合物发光二极管(PLEDs)的金属阴极与聚合物发光层之间插入一层绝缘的聚合物poly(ethylene oxide)(PEO),发光器件的发光性能有所提高,尤其是PEO/LiF共同对Al电极修饰时发光器件的开启电压、发光强度、电流效率等性能显著提高。初步分析表明修饰层的插入造成了发光聚合物层与金属电极界面形成势垒,通过空穴堆积抑制空穴的注入,增加电子的注入,并且PEO层可以有效抑制激子在阴极的猝灭。     

多层结构的阴极修饰层对有机电致发光器件的性能改善

为提高有机电致发光器件（OLEDs）的阴极电子注入效率,我们设计了新型的阴极杂化修饰层,其结构为Bphen∶LiF/Al/MoO₃,将其应用到器件ITO/NPB/Alq₃/Al中,参考器件的电子注入层选用传统材料LiF。实验研究表明,与传统的阴极修饰层LiF相比,基于这种杂化结构的阴极修饰层非常有效。测试了器件的电致发光光谱（EL谱）,其峰值位于534 nm,发光来自于Alq₃,实验中我们可以观察到明亮的绿色发光。将其与传统参考器件的EL谱进行对比,在电流密度40 mA·cm-2下,两个器件的电致发光光谱是一致的。在0～100 mA·cm-2范围内,对器件的EL谱进行了测试。实验结果表明,随着电流密度的增加,器件的发光增强,但是EL谱的形状和谱峰的位置是固定不变的。与参考器件对比,基于杂化修饰层的器件的发光性能更好。研究表明,杂化修饰层的最佳参数为Bphen∶LiF(5 nm; 6%)/Al(1 nm)/MoO₃(5 nm),在测试范围内,器件的最大电流效率和最大功率效率分别为4.28 cd·A-1和2.19 lm·W-1,相比参考器件提高了25.5%和23.7%。器件的电流密度-电压特性曲线表明阴极杂化修饰层可以增强电子的注入,使器件中的载流子更加平衡,从而提高了器件的发光性能。从两个角度对器件效率的增强进行了理论方面的论证。一方面利用阴极杂化修饰层的作用机制来解释。在HML中,LiF能填充Bphen的电子陷阱,增强电流的注入,同时HML也能限制空穴的传输,减小空穴电流。另一方面从电荷平衡因子的角度,HML增强了电子的注入,使得器件的电荷平衡因子增大,空穴和电子的平衡性更好。实验研究表明,阴极杂化修饰层很好地增强了器件的效率。     

全湿法制备聚合物白光器件

使用全溶液法制备聚合物白光器件,通过引入修饰层并改变各层薄膜厚度来优化器件性能。针对ITO 阴极功函数较高的问题,引入功函数较低的蓝光聚芴衍生物：聚[9,9-二辛基芴-9,9-双（N,N-二甲基胺丙基）芴]（PFN）,有效地降低了阴极的复合功函数。同时PFN也是电子注入材料和发光材料。为降低器件的启动电压,引入Cs₂CO₃作为修饰层,同时也提高了电子传输能力。使用MEH-PPV作为橙红光材料。使用二次溶剂掺杂获得的高导PEDOT：PSS聚合物并通过滴膜的方法制备阳极取代了传统的金属电极真空镀膜法,从而使器件制备简单、快捷。最终得到了湿法制作的聚合物白光器件的光谱范围为400~800 nm,涵盖了整个可见光区域。器件的启亮电压为4 V,亮度为1 500 cd/m²,电流效率为0.55 cd/A。     

一种采用Li3N掺杂电子注入层的底发射倒置结构OLED的制备

采用Li3N掺杂电子注入层Alq3∶Li3N,制作了一种结构为ITO/Alq3 Alq3∶Li3N/Alq3/NPB/MoO3/Al的倒置底发射有机发光器件.其中ITO玻璃作为透明阴极,金属Al作为顶部阳极,在ITO阴极与电子传输层之间加入Li3N n型掺杂层,改善了该器件的电子注入和传输能力|在Al阳极与空穴传输层之间加入MoO3缓冲层,降低了Al阳极与NPB之间较大的空穴注入势垒,改善了空穴注入能力.实验表明:此结构的倒置底发射有机发光器件性能可达到传统结构的常用有机发光器件如ITO/NPB/Alq3/LiF/Al的性能,完全可以满足非晶硅薄膜晶体管有源有机发光器件中驱动电路的匹配及性能要求.     

9,9-二辛基聚芴-苯并噻二唑交替共聚物的绿光偏振电致发光

通过缩聚法合成了绿光9,9-二辛基聚芴-苯并噻二唑交替共聚物（PFBT）.该聚合物在一定温度范围内形成向列液晶态,利用其在定向层上的有序排列,实现了峰值发光波长为550 nm的偏振电致发光.采用摩擦后的空穴注入层聚（3,4-乙撑二氧噻吩）∶聚（苯乙烯磺酸）（PEDOT:PSS）作为定向层,通过偏振紫外可见吸收光谱和偏振光致发光谱,研究了聚合物分子在薄膜平面内的单轴取向特性,计算得到薄膜的有序参数为075.制备了结构为ITO/PEDOT:PSS/PFBT/LiF/Al的聚合物电致发光器件,工作电压为15 V时,电致发光偏振率达到4,亮度和流明效率分别为450 cd/m²和021 cd/A. 关键词： 偏振发光 交替共聚物 聚合物电致发光器件     

利用8-羟基喹啉锂作电子注入层以提高有机发光器件的发光效率

8-羟基喹啉锂用作有机电致发光器件的电子注入层能够提高阴极功函数,进而提高器件的发光效率。10的Liq薄膜足以降低有机电致发光器件中的开启电压并能有效提高器件效率,该现象可与LiF/Al作阴极的器件性能相比拟。利用不同阴极材料制作器件,讨论了8-羟基喹啉锂的电子注入机制,发现把Liq薄膜引入到Alq3和不同阴极之间后,器件的电流密度与所用阴极材料的种类无关。为了讨论电子在分界面上注入势垒的变化情况,对器件进行饱和光伏测试。测试发现Alq3/Liq/Al的分界面上真空能级的移动降低了电子注入势垒。推测此现象是由于在界面上形成了强偶极子,这也可能是有机电致发光器件中电子注入效率提高的机理之一。     

利用LiF/Al作为电极的有机电致发光器件

本文报道了利用LiF/Al作为负电极的有机电致发光器件,器件结构为ITO/TPD/Alq3/LiF/Al,LiF层的加入增强了电子注入,当其厚度为0.4nm时,器件的性能最好,与单层Al和Mg/Al电极的同类器件相比,此时器件的开启电压由Al电极时的4.3V和Mg/Al电极时的3.0V降低到了2.0V,器件的最大亮度分别由4000cd/m²、14000cd/m²提高到19600cd/m²,器件的发光效率也分别增加了5倍和2倍,达到2.66lm/W.     

NaCl/Ca/Al as an efficient cathode in organic light-emitting devices

An efficient cathode NaCl/Ca/Al used to improve the performance of organic light-emitting devices (OLEDs) was reported. Standard N,N′-bis(1-naphthyl)-N,N′-diphenyl-1,1′ biphenyl 4,4′-dimaine (NPB)/tris-(8-hydroxyquinoline) aluminum (Alq₃) devices with NaCl/Ca/Al cathode showed dramatically enhanced electroluminescent (EL) efficiency. A power efficiency of 4.6 lm/W was obtained for OLEDs with 2 nm of NaCl and 10 nm of Ca, which is much higher than 2.0 lm/W, 3.1 lm/W, 2.1 lm/W and 3.6 lm/W in devices using, respectively, the LiF (1 nm)/Al, LiF (1 nm)/Ca (10 nm)/Al, Ca (10 nm)/Al and NaCl (2 nm)/Al cathodes. The investigation of the electron injection in electron-only devices indicates that the utilization of the NaCl/Ca/Al cathode substantially enhances the electron injection current, which in case of OLEDs leads to the improvement of the brightness and efficiency.     

复合阴极Ag/LiF/Al对P3HT:PCBM太阳能电池性能的影响

在P3HT∶PCBM聚合物太阳能电池的阴极LiF/Al中引入纳米结构的银膜组成Ag/LiF/Al复合阴极,太阳能电池的光电流能显著提高。在AM1.5G和100mW.cm-2的模拟太阳光照射下,当银膜厚度为4纳米时,优化的太阳能电池的光电流要比只有LiF/Al的参比太阳能电池高20%以上。研究表明,纳米银膜产生的表面等离子体效应是增强聚合物太阳能电池光电池的主要原因。不过,银膜修饰的太阳能电池填充因子和开路电压要比参考电池低,最终使该类型电池效率降低。在银膜处增加的载流子复合可能是导致电池填充因子、开路电压和能量转化效率降低的重要原因。     

Temperature-dependent electrical properties of organic light-emitting diodes depending on cathodes

We have studied temperature-dependent electrical properties of organic light-emitting diodes with a variation of cathode materials; Al, LiAl, and LiF/Al. The organic light-emitting diodes emit a light by a recombination of injected charge carriers such as holes and electrons. Thus, the charge transport is affected by the injection barrier at the interface. By varying the cathode materials, the electron injection at the interface could be controlled because of the work-function change at the cathode. Temperature-dependent current–voltage luminance characteristics of the organic light-emitting diodes were measured in the temperature range from 10 to 300 K. The current-voltage characteristics were analyzed in terms of Fowler–Nordheim tunneling model, and the energy-barrier height was obtained. A measured lifetime of device with LiF/Al cathode is relatively longer than the other cathodes at room temperature: 4.5 h for Al cathode, 12.4 h for LiAl, and 29.6 h for LiF/Al. The device with LiAl and LiF/Al cathode, in the aspect of lifetime and luminous efficiency, is superior to one of other cathodes.     

Efficient organic light-emitting diodes with zinc acetate as an effective electron injection layer

We report on the fabrication of organic light-emitting diodes (OLEDs) using a zinc acetate ((CH₃COO)₂Zn) layer as the cathode buffer layer. The results show that the device containing a (CH₃COO)₂Zn interlayer shows improved luminance and efficiency due to the Zn–N bond formation resulting in the occurrence of Alq₃ anion and also due to the band bending at the Alq₃/Al interface, which is beneficial to electron injection by lowering electron injection barrier. And the devices with structured cathodes (CH₃COO)₂Zn/LiF/Al and LiF/(CH₃COO)₂Zn/Al have a higher luminance and efficiency than the LiF/Al cathode-based device.     

Enhanced electron injection in organic light-emitting devices using Al/LiF electrodes

The temperature dependence of the current-voltage-luminescence characteristics in organic light-emitting diodes (OLEDs) with varying thickness of LiF layers are studied to understand the mechanism of the enhanced electron injection by inserting a thin insulating LiF layer at the tris(8-hydroxyquinoline) aluminum (Alq₃)–Al interfaces. At room temperature, the LiF/Al cathode enhances the electron injection and the quantum efficiency (QE) of the electroluminescence (EL), implying that the LiF thin layer lowers the electron-injection barrier. However, at low temperatures it is observed that the injection-limited current dominates and the barrier height for the electron injection in the device with LiF/Al appears to be similar with the Al only device. Thus, our results suggest that at low temperatures the insertion of LiF does not cause a significant band bending of Alq₃ or reduction of the Al work function.     

由窄带隙芴基共聚物制备的有效光伏电池

对基于9, 9-二辛基取代芴与4, 7-二硒吩-2,1,3-苯并噻二唑(SeBT)的共聚物(PFSeBT)的光伏电池，着重研究了阴极与共混比例对器件性能的影响，研究表明，当共混比例为PFSeBT: PCBM=1:2、并且采用LiF/Al做阴极时，器件的性能最优：开路电压1.00 V，为短路电流密度为4.42 mA/cm2，能量转换效率为1.67% (AM1.5，100 mW/cm2)，短路电流密度与入射光强间存在幂指数关系，幂指数为0.887，所有器件的光敏响应延均展至680 nm以上。上述研究结果表明，PFSeBT是一种非常有希望的聚合物光伏电池电子给体相材料。