锂喹啉配合物作为电子注入层对有机电致发光器件性能的影响

利用锂喹啉配合物(8-hydroxy-quinolinato lithium,Liq)作电子注入层,制备了结构为氧化铟锡／锂喹啉配合物铝{ITO(indium tin oxidc) TPD(N,N′-di-phenyl-N,N′-bis(3-mmethylphenyl)-l.l′biphenyl-4,4′diamine)/Alq3[tris-8-hydroxy-quinolinato)aluminum] Liq AI的电致发光器件。通过改变电子注入层Liq的厚度,考查了Liq厚度对器件电致发光效率及电流密度-电压关系的影响。实验表明Liq厚度大约为0．5nm左右时器件的性能最佳、电致发光效率约为没有Liq器件效率的5倍,而定电流下的工作电压最低,其原因可归于Liq在金属铝电极与有机层Alqs之间产生偶极层,使铝与有机层间的界面接近欧姆接触,从而使电子注入效率大幅提高;随着Liq厚度的增加,器件的电致发光效率降低,而定电流下的工作电压升高,与同类型以LiF作注入层的器件相比,这种器件性能受厚度影响而变化的趋势是类似的,但以Liq作注入层的器件具有较低的厚度敏感性,这是由于LiF为绝缘体,而Liq为半导体的缘故。Liq作注入层器件的这种对注入层厚度的不敏感性对批量生产中所用的大尺寸基底来说是非常有利的。     

色纯度改进的苯乙烯衍生物高效蓝色有机电致发光器件

以苯乙烯衍生物(amino-substituted distyryl arylene derivative，BCzVB)掺杂的4，4’-双(9-咔唑基)-1，1’-联苯(4，4’-N，N’-dicarbazole-biphyenyl，CBP)为发光层，制备了结构为ITO(indium tin oxide)／TPD(N，N’-diphenyl-N，N’-bis(3-methylphenyl)-1，1’biphenyl-4，4’diamine)／CBP：BCzVB／Alq3[tris-(8-hydroxy-quinolinato)aluminum)／Liq(8-hydroxy-quinolinato)lithium]／Al的电致发光器件。这里TPD、Alq3分别为空穴传输层和电子传输层，CBP：BCzVB为发光层，Liq为电子注入层。器件最高亮度为8500cd／m^2，效率为3．5cd／A(量子效率为2．6％)，器件色坐标[Commission Internationale de l’Eclairage(CIE)CO-ordinates]为x=0．15，y=0．16，与纯BCzVB作发光层的器件相比，器件的发光色纯度和效率得到大幅提高。光致发光与电致发光对比分析表明器件的发光主要来自能量传递和陷阱俘获机制，但陷阱俘获机制起了主导作用。     

新型有机光电开关器件

结合有机发光和光电二极管器件,制作了一种新型的有机光电开关器件。器件结构为：ITO／NPB／Alq3／CuPc／C60／NPB／Alq3／LiF／Al。其中,ITO(indium tin oxide,氧化铟锡)为正极,NPB[N,N′-di(naphthaleneyl)N,N′-diphenylbenzidine]／Alq3[tris-(8-hydro--xyquinoline,8-羟基喹啉铝)aluminum]作为电致发光层,CuPc(Copper Phthalocyanine,酞菁铜)／C60为光电转换层,LiF／Al为器件负极。即两个电致发光层和一个光电转换层组成的三明治型结构。从低向高施加电压和从高向低施加电压时,该器件呈现出不同的电流密度-电压(J-V)和功率密度-电压(P-V)曲线,即器件在相同的电压下可得到不同的电流密度值和功率密度值(亮度值),利用高亮度状态(ON)到低亮度状态(OFF)的转变,可实现开关型有机电致发光器件。器件的光电转换层吸收效率为0．153％。     

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。     

稳定的光谱不随电流变化而改变的白色有机发光器件

使用新材料构成了两种结构白色有机薄膜电致发光器件，一种是蓝色及红色发射在同一层中，另一种是蓝色发射和红色发射分别在两层中，器件结构分别为ITO／CuPc／NPB／JBEM（P）：DCJT／Alq／MgAg（器件1）和ITO／CuPc／NPB／JBEM（P）／Alq：DCJT／Alq／MgAg（器件2）。这里（CuPc）是空穴注入层；N，N’－bis－（1－naphthyl）－N，N’－diphenyl－1，1’bipheny1－4－4’－diamine（NPB）是空穴传输层（HTL）；9，10－bis（3’5’－diaryl）phenyl anthracene（JBEM）是蓝色发射层；tris（8－quinolinolato）aluminium complex（Alq）是电子传输层（ETL）；DCJT是红色染料。在器件1中得到稳定的且色度不随电流增在而变化的白色发射。它的最大亮度为14850cd/m^2，最大效率2．88lm/W，色度x＝0．31，y＝0．38（从4mA/cm^2到200mA/cm^2），半亮度寿命为2860小时（初始亮度1000cd/m^2）。比较了两种结构的器件，蓝红色发射在同一层结构的器件，在亮度、效率及稳定性上都优于蓝红发射在不同层结构的器件。     

Nondoped-type White Organic Light-Emitting Diode Using Star-Shaped Hexafluorenylbenzene as an Energy Transfer Layer

采用真空蒸镀的方法以星形六苯芴类新材料1,2,3,4,5,6-hexakis(9,9-diethyl-9H-fluoren-2-yl)benzene(HKEthFLYPh)作为能量传输层制备了indium-tin-oxide(ITO)/N,N′-bis-(1-naphthyl)-N,N′-diphenyl-(1,1'-biphenyl)-4,4′-diamine(NPB)/HKEthFLYPh/5,6,11,12-tetraphenylnaphtacene(rubrene)/tris(8-hydroxyquinoline) aluminum (Alq3)/Mg:Ag的白色有机电致发光器件. NPB和Alq3分别作为蓝色发光层和电子传输层,NPB和Alq3之间的超薄Rubrene层 作为黄色发光层. 结果表明,超薄rubrene层改善了白光器件的色纯度与稳定性,器件的光谱及色坐标几乎不随驱动电压的变化而改变.当rubrene层厚度为0.3 nm时,器件的Commissions Internationale De L′Eclairage (CIE)色坐标为(0.32,0.33). 驱动电压为18 V时,器件的最大亮度为4816 cd/m2.     

NPB/Alq3有机量子阱光电特性研究

利用热蒸发的方法制备了有机量子阱发光器件和Alq3单层发光器件,其中NPB(N,N′-Di-[(lnaphthalenyl)-N,N′-diphenyl]-(1,1′-biphenyl)-4,4′-diamine)作垒层,Alq3(Tris-(8-quinolinolato) aluminum)作阱层,量子阱结构类似于无机半导体的Ⅱ型量子阱结构.实验发现有机量子阱发光器件结构中存在垒层向阱层的F(o)rster无辐射共振能量转移,具有良好的电流-电压特性,光谱的窄化及蓝移,并且光谱的蓝移程度随电压的增大而逐渐增强.     

亚单层黄色有机发光器件制备与光电性能研究

采用掺杂薄层作为亚单层有机发光技术,利用沉积在有机发光器件发光层中的亚单层分子[2-methyl-6-[2-(2,3,6,7-tetrahydro-1H,5H-benzo[ij]quinolizin-9-yl)ethenyl]-4H-pyran-4-ylidene]propane-dinitrile(DCM2)作为探针,同时改变DCM2层的位置,制备了四种亚单层结构的有机发光器件,对有机发光器件中激子的形成与扩散进行了研究,通过对各器件不同条件下的电致发光谱、发光强度和发光效率的对比研究,得到在N,N′-bis-(1-naphthyl)-N,N′-diphenyl-1,1′-biph-enyl-4,4′-diamine(NPB)/(8-hydroxyquinoline)aluminium(Alq)异质结界面处引入亚单层DCM2可以使DCM2分子获得的激子数量最多,获得了高效率的黄色有机发光器件.从其中总结规律,对有机发光器件制作有一定的指导作用.     

TBPe与MEH-PPV共掺杂的有机电致发光器件的优化研究

采用有机小分子TBPe(2,5,8,11-tetratertbutylperylene)以不同比例掺入MEH-PPV(poly[2-methoxy-5-(2-ethylhexyloxy)-1,4-phenylenevinylene])作为发光层,研究了TBPe不同掺杂比例对器件性能的影响,进而对发光强度进行优化。对于所制备的ITO/PEDOT∶PSS/MEH-PPV/TBPe/Al有机电致发光器件,TBPe的最优蒸镀厚度为0.5 nm,其发光强度相对于标准器件提高了325%。ITO/PEDOT∶PSS/MEH-PPV∶TBPe/TBPe/Liq/Al有机电致发光器件的最优掺杂比例为MEH-PPV∶TBPe=100∶30(质量比),其发光亮度相比于未掺杂器件提高了44%。在上述器件的基础上增加Alq3层提高电子注入,分别制作了Liq和LiF作为修饰层的ITO/PEDOT∶PSS/MEH-PPV∶TBPe/TBPe/Alq3/Liq/Al和ITO/PEDOT∶PSS/MEH-PPV∶TBPe/TBPe/Alq3/LiF/Al多层器件,发光亮度分别达到4 162 cd/m2和4 701 cd/m2。所有器件的电致发光波长均为580 nm,为MEH-PPV的发光,TBPe的掺杂对MEH-PPV的发光起到了增强作用。     

8-羟基喹啉锂的光电性能和取代基效应的密度泛函理论

采用密度泛函理论(DFT)较为系统地研究了给、吸电子取代基对8-羟基喹啉锂(Liq)光电性能的影响。研究结果表明:不同取代基与母体形成不同的共轭,取代基—CN、—OCH3很好地参与了整个π体系共轭,对体系性质影响较大;吸电子基—CF3、—CN、—Cl在5-位取代都使Liq的最高占据轨道(HOMO)、最低空轨道(LUMO)能级降低;给电子基—CH3、—CH3CH2CH2、—OCH3在5-位取代都使Liq的LUMO、HOMO升高,带隙减小,给电性越强,影响越显著;—CN在5-位取代,显著增加了Liq的电子亲和势,降低了电子重组能,使电子更易于注入和传输。与Liq及其它衍生物相比,5-CN-Liq是一种更好的电子注入和传输材料。