SiO2厚度对类阴极射线发光中电子加速的影响

研究了有机 /无机复合结构ITO/SiO2 /MEH PPV/SiO2 /Al器件的类阴极射线发光性质 ,电子经过SiO2层加速后 ,激发MEH PPV层发光。发光除了MEH PPV激子发光峰外 ,还有一个带间复合的能量更高的短波发光峰。通过 2个发光峰随SiO2 层的厚度的变化规律 ,研究了SiO2 对电子的加速能力。     

采用热处理方法提高MEH-PPV单层聚合物有机发光二极管发光性能的研究

对以MEH－PPV为发光层的单层聚合物有机发光二极管（OLED）器件在最佳条件下进行真空热处理，并用金相显微镜观察施加电压后器件的阴极表面形貌。发现处理后的器件阴极表面的气泡及黑斑明显减少。器件的发光性能显著提高。与未经处理的器件相比，最大相对发光强度提高了一个数量级、启亮电压降低了2．0V，半寿命提高了12．7倍。初步分析表明热处理方法提高器件发光性能的主要原因在于有效地减少了器件在工作过程中由于焦耳热产生的某些气体，从而减少阴极表面气泡及黑斑的出现，另一方面，热处理方法也增强了有机发光层与阴极接触界面的结合力，提高电子注入水平。     

ZnS薄膜参数对有机/无机复合发光器件特性的影响

半导体量子点(QDs)具有发光效率高和发光波长可调等特点。采用胶体CdSe QDs作电致发光器件的有源材料,TPD(N,N′-biphenyl-N,N′-bis-(3-methylphenyl)-1,1′-biphenyl-4,4′-diamine)作空穴传输层,ZnS作电子传输层,研究了有机/无机复合发光器件ITO/TPD/CdSe QDs/ZnS/Ag的电致发光特性。TPD和CdSe QDs薄膜采用旋涂方法、ZnS薄膜采用磁控溅射方法沉积,器件表面平整。CdSe QDs的光致发光和电致发光谱峰位波长均位于～580 nm,属于量子点的带边激子发光。我们与以前的ITO/ZnS/CdSe QDs/ZnS/Ag发光器件结构进行了对比,发现新的器件结构的电致发光谱没有观察到QDs表面态的发光,而且新器件的发光强度是ITO/ZnS/CdSe QDs/ZnS/Ag结构的～10倍。发光效率的提高归因于碰撞激发与载流子注入两种发光机制并存的结果：一方面电子经过ZnS 层加速后,碰撞激发CdSe QDs发光;另一方面,空穴从TPD层注入CdSe QDs 与QDs中激发的电子复合发光。我们进一步研究了ZnS电子加速层厚度对发光特性的影响,选择ZnS薄膜的厚度分别是80,120 和160 nm,发现随着ZnS层厚度增大,器件启亮电压升高,EL强度增大,但是击穿电压降低。EL峰位随着ZnS厚度的减小发生明显蓝移,对上述实验现象进行了机理解释。     

MEH-PPV/ZnO纳米晶无机有机复合电致发光器件的研究

以Ⅱ一Ⅵ族无机半导体ZnO纳米颗粒为电子传输层,MEH-PPV为空穴传输层兼发光层,得到的电致发光器件比单层MEH-PPV器件的发光亮度和效率都明显提高。器件结构为ITO／MEH-PPV／ZnO／Al的电致发光光谱同单层PPV器件的光谱出现了不同,在620nm处出现了一个小的发光峰,应该是ZnO的发光。另外,双层结构器件的启亮电压由单层器件的9V降到了4V左右。由I-V曲线及发光光谱可判断出发光区域应在MEH-PPV／ZnO界面处,并且复合区域可能随着电压的变化而变化。     

含新型噁二唑类电子传输层的有机发光二极管性能研究

含吡啶基的二唑类材料 (PDPyDP)作为一种新型的电子传输层被有效地应用于可溶性聚对苯乙炔(MEH PPV)为发光层的双层结构的有机发光二极管器件中 ,并将其光电性能与MEH PPV的单层结构器件及分别含苯环 (PDPDP)和反 1 ,2 亚乙烯基 (PDVDP)的另外两种二唑类电子传输层的双层结构器件进行比较。EL光谱测量表明 ,它们的发光均来自于MEH PPV层 ,而它们相似的器件电流和光输出随驱动电场变化的规律表明这些器件中相似的电荷转移过程 ,但电致发光阈值电场对于双层结构器件来说低于单层结构器件 ,而插入PDPyDP层的器件 ,其阈值电场最低。在电流密度为 5 0mA/cm2 时 ,单层器件及各插入PDVDP、PDPDP和PDPyDP的双层器件的外量子效率相对值分别为 3× 1 0 -3 % ,5× 1 0 -3 % ,2× 1 0 -2 %和 0 1 %。并分析了插入PDPyDP使器件发光性能提高最为明显的原因。通过将此类器件的结构等作进一步优化 ,其最佳量子效率可高达 1 4 4%。     

溶剂效应对发光聚合物性能的影响

以共轭聚合物MEH—PPV和DD—PPV为研究对象，利用UV—Vis吸收光谱和荧光光谱，研究了它们在不同溶剂中及固体膜状态下的发光性质，探索了聚合物的微观结构与其发光性能之间的关系。结果表明。由于聚合物在固体膜状态下较溶液状态有紧密的排列，因此其UV—Vis吸收光谱和荧光光谱与溶液相比发生了较大的红移；相同主链的聚合物，侧链取代基的电负性减弱，可使UV—Vis吸收光谱和荧光光谱发生蓝移；在混合溶剂中，由于每种溶剂对聚合物的溶解能力不同，而使两种构象共存于溶液中，因此在不同配比的混合溶剂中，聚合物的吸收光谱发生相应的变化。     

不同形态MEH-PPV的构象及其光学特性

通过对在固溶体、稀溶液、薄膜和纳米孔中MEH—PPV的PL和PLE谱的测量分析,研究不同形态下MEH-PPV分子链的构象及其对电子能带和光学性质的影响。在THF稀溶液中,MEH—PPV分子链基本上皆为分立态;在MEH—PPV薄膜中,分子链基本上皆为聚集态;在MEH-PPV／PS固溶体中,MEH—PPV分子链为聚集态和分立态两构象并存,聚集态的比例随MEH-PPV浓度的增加而升高;在多孔氧化铝模板纳米孔中,MEH—PPV分子链形成链束。分立态、聚集态和链束这三种不同构象的分子链具有不同的电子能带结构和光学性质。     

各种烷氧基取代聚对苯乙炔的合成和发光性能研究

利用脱氯缩合聚合法合成了聚（2－甲氧基－5－丁氧基）对苯乙炔（PMOBOPV），聚（2－甲氧基－5－辛氧基）对苯乙炔（PMOCOPV）和聚（2－丁氧基－5－丁氧基）对苯乙炔（PDBOPV），聚（2－辛氧基－5－辛氧基）对苯乙炔（PD－COPV）4种发光材料。对反应体系的浓度，酸碱度，反应温度及时间等工艺条件和路线进行了细致的研究。结果表明：反应物的纯度，含量对合成产物的产率和性能有较大的影响；碱性是影响脱氯缩合反应的关键因素，而反应温度和时间对缩合反应影响则相对较小，在一定温度下当反应时间达到一定阶段后其转化率基本不变，对合成材料的化学结构，物理性能和发光特性进行了表征和检测。结果显示：非对称烷氧基取代PPV具有良好的溶解性，成膜性和稳定性；而对称性烷氧基取代PPV的溶解性和成膜性相对较差。以PMOBOPV为发光材料，采用旋涂工艺制作出单层和双层发光器件，并对器件的电致和光致发光性能进行了研究。     

ZnS/CdS/ZnS量子点量子阱的荧光衰减

采用反胶束方法制备了ZnS/CdS/ZnS量子点量子阱，并对其光谱性质进行了研究。结果表明所制得的量子点量子阱尺寸分布均匀，平均粒径为4.5nm，发光峰位于515nm左右，归属于CdS体内的施主－受主对复合。ZnS/CdS/ZnS量子点量子阱中CdS的发光比核－壳结构的ZnS/CdS量子点增强了近四倍，荧光寿命也有所增长。     

以ZnO为电子传输层PPV的发光

以Ⅱ-Ⅵ族无机半导体ZnO为电子传输层,PPV为空穴传输层和发光层,得到的电致发光器件比单层PPV器件的发光亮度和效率都高.器件结构为ITO/PPV/ZnO/Al的电致发光光谱同单层PPV器件的光谱基本相同,但是启亮电压明显比单层器件低,最大亮度大约比单层器件高6倍左右,同时工作电流也比单层器件小.通过PPV层自吸收现象可判断出发光区域在PPV/ZnO界面处.电流-电压曲线表明,这种器件具有空间电荷限制电流特性,即J∝Vn,这里n大约为2,这器件的电流主要受到空穴的限制.     

有机分子的固态类阴极射线发光

固态类阴极射线发光是我们提出的一种全新的激发发光方式，利用无机半导体作为电子加速层，加速电子使之获得高能量，然后碰撞激发有机分子(小分子和聚合物)发光。介绍和总结了固态类阴极射线发光方法提出的物理背景，已经取得的实验结果和目前尚存在的问题，并提出了解决这些问题的设想。     

固态阴极射线器件复合加速层的研究

固态阴极射线器件的加速层,是提高固态阴极射线性能的重要部分,它能够加大电子能量,倍增电子数量。其中增加注入电子从而提高过热电子的数量,是提高固态阴极射线器件性能的关键。为此 ,文章尝试将加速层复合,兼顾加速与电子注入性能。首先将SiO₂,ZnS和ZnO分别与有机聚合物MEH-PPV组合,确定较适合的复合加速层的组合：SiO₂/ZnS和 ZnO/SiO₂。然后将这两种复合加速层的性能对比,发现SiO₂/ZnS的性能更优越,因为电子注入性能ZnS和ZnO相当,而电子加速倍增性能ZnS明显优于ZnO,其中 SiO₂为主要的加速层,而ZnS起到降低注入势垒变成阶梯势垒的作用。最后又将复合加速层结构的固态阴极射线器件和传统的SiO₂夹层固态阴极射线器件对比,发现这种复合 加速层结构,尤其在高场下,可提高固态阴极射线的初电子源和过热电子的数目,从而提高其发光效率具有促进作用。     

Influence of the electric characteristics of II–VI semiconductor material on the electroluminescence of lanthanide complex

The organic-inorganic combined structural device (ITO/PVK:Eu/ZnS/Al) is fabricated based on layered optimization scheme. II–VI semiconductor material ZnS is acted as an electron function (transporting and acceleration) layer. The hot electrons which have been accelerated in the ZnS layer directly impact excitation europium ions through resonant energy transfer and then recombine with injected holes to form excitons in PVK or EuTTA₂(N-HPA)Phen. Europium (Eu) ions may also be excited by intramolecular energy transfer from ligands. There are two kinds of excitation mechanisms: impacted excitation and injected recombination for the combined structural device. The electroluminescence (EL) intensity of the combined structural device is strongly improved and reaches up to 381 cd/m² at 20 V compared with the pure organic structural device. It may be an effective method to improve the EL intensity of the lanthanide complex by using electric characteristics of inorganic semiconductor materials.     

新型稀土铕配合物Eu(o-BBA)3(phen)电致发光研究

研究了一种新的稀土配合物邻苯甲酰苯甲酸-1,10-菲咯啉-铕(Eu(o-BBA)3(phen))的电致发光特性.采用不同的电子传输层材料,制备了多种结构的有机电致发光器件及有机无机复合器件.比较了单层电致发光器件A:ITO/PVK:Eu/Al与有机无机复合器件B:ITO/PVK:Eu/ZnS/Al发光性能的不同.分析了采用无机半导体材料ZnS作为电子传输层的优点.研究结果表明采用无机的电子传输层,能有效地避免激基复合物的形成,提高器件的亮度同时保持稀土离子发光的色纯性.     

Organic/inorganic heterostructures for enhanced electroluminescence

In this work, organic/inorganic heterostructure electroluminescence devices are fabricated, in which the inorganic layers (ZnO, ZnS) act as the electron transfer layer and the hole blocking layer. Compared to single-organic-layer (MEH-PPV) devices, the heterostructure devices have a significantly enhanced luminous efficiency. The influences of the electric field and the barrier potential on the improvements in performance are analyzed in detail. The results are: (i) the introduction of the inorganic layer makes the injection of electrons easier; (ii) the hole current density is enhanced by the increase of the electric field in the organic layer due to a high dielectric constant of the inorganic layer and accumulation of electrons at the inorganic/organic interface; (iii) the electron-hole current density balance is improved.     

MEH-PPV/SiO_2异质结发光机理和非晶SiO_2二次特性的研究

在薄膜电致发光中采用有机聚合物MEH-PPV和无机半导体SiO_2复合制成异质结发光器件,利用SiO_2的加速、倍增和离化的二次特性,实现了固态阴极射线发光.结构为ITO/SiO_2/MEH-PPV/SiO_2/Al的发光器件,其电致发光光谱的显著特征是有两个发光谱带.光谱中除了波长较长(峰值为583 nm)的MEH-PPV的激子发光谱外,还观察到了波长较短(峰值为403 nm)的蓝色发光谱,并且长短波的发光强度随着电压的不同而变化.电压较低时,只有长波光发射.当电压较高时,只有短波光存在.这种有两个谱带的发光是固态阴极射线发光的独特标志,它是一种全新的激发方式,引发出发光学中一些新而重要的问题.固态阴极射线发光理论的重要方面之一就足SiO_2的二次特性.文章研究了固态阴极射线发光动力学问题,高电场下SO_2二次特性及厚度对二次特性的影响.     

ZnSe(ZnS)纳米晶与MEH-PPV的共掺有机电致发光器件

采用水相法合成核壳结构ZnSe/ZnS 纳米晶,经X射线衍射(XRD)分析和透射电子显微镜(TEM)表征,证实所制备的样品为立方晶型闪锌矿结构ZnSe/ZnS量子点。按照一定的质量比将ZnSe/ZnS 纳米晶和有机聚合物MEH-PPV(poly ) 共掺并将其作为发光层,分别制备单层和多层有机电致发光器件,结构为ITO/MEH-PPV∶ZnSe(ZnS)(50 nm)/Al和 ITO/PEDOT∶PSS(70 nm)/ MEH-PPV∶ZnSe(ZnS)(50 nm)/BCP(15 nm)/Alq₃(12 nm) /LiF(0.5 nm)/Al。实验结果表明,多层发光器件的发光特性与单层器件不同,工作电压的增大使其发光峰发生了明显的蓝移。     

掺杂DCJTB聚合物电化学池（LEC）的发光性质

通过在聚合物电化学池(LEC)发光器件的发光材料MEH-PPV中掺杂红光染料DCJTB,对LEC器件的发光性质进行研究。基于器件结构为ITO/MEH-PPV PEO LiCF3SO3/Al的薄膜LEC器件,其电致发光峰在570nm左右,通过在MEH-PPV与PEO的混合膜中掺杂不同比例的红光染料DCJTB,随着掺杂比例的增加,器件的发光峰由570nm向红光波段移动,通过控制DCJTB的掺杂比例制备了发光峰在570~650nm连续变化的LEC电致发光器件。对其分析认为从LEC主体发光聚合物MEH-PPV到染料DCJTB间发生了良好的能量传递。     

氧化锌纳米颗粒薄膜的近紫外电致发光特性研究

利用溶胶-凝胶法(sol-gel method)制备了ZnO纳米颗粒薄膜(ZnO nanoparticle film),并以此为发光层制备了结构为ITO/ZnO nanoparticle/MEH-PPV/LiF/Al的电致发光器件.通过调整器件发光层厚度,对器件的发光光谱和电学特性进行测试研究,发现该器件在一定的直流电压下可以得到以ZnO近紫外(中心波长390 nm)发光为主的电致发光光谱,显示出较好的ZnO近紫外电致发光特性.对该器件的发光机理进行了一定的研究,认为该器件的发光是基于载流子隧穿.