有机薄膜晶体管驱动聚合物发光二极管研究

研究了有机薄膜晶体管(OTFT)与聚合物发光二极管(PLED)集成制备技术和相关物理问题.OTFT结构为栅极钽(Ta)/绝缘层五氧化二钽(Ta2O5)/有源层并五苯(Pentacene)/源漏极金(Au);PLED器件结构为ITO/PEDOT:PEO(polyethylene oxide)/P-PPV或MEH-PPV/Ba/Al.PEDOT:PEO,P-PPV和MEH-PPV薄膜层均采用丝网印刷技术,实现了OTFT与PLED器件集成发光.其中OTFT器件的阈值电压为-7V,迁移率为0.91cm2/(V.s),并通过OTFT驱动得到以P-PPV和MEH-PPV为发光层的PLED器件的发光亮度分别达到124和26cd/m2,电流效率分别为12.4和1.1cd/A.利用丝网印刷技术可以有效控制高分子薄膜的沉积区域,实现功能器件的集成.     

基于相变原理模拟红色顶发射有机电致发光器件的出光性能

研究了有机发光器件(organic light emitting diodes, 简记为OLED)半透明电极上形成的反射相移对OLED光谱产生调制现象.以红色微腔结构顶发射OLED(top emitting OLED,TOLED)为例,基于微腔理论和传输矩阵理论建立物理模型,采用计算机数值模拟方法,得出结果表明器件发光光谱的调制作用不只局限于有机层厚度,也和反射相移有关.通过改变覆盖到顶电极表面的有机层厚度的简单方法,可以实现对顶电极反射相移的调节,从而改变TOLED光学性能.这一结果为进一步改善器件的性 关键词： 反射相移模拟 红色微腔 顶发射有机发光     

有机电致发光器件光取出效率增强研究进展

有机电致发光器件(OLED)经过近三十年的发展,已经在照明和显示上得到一定程度的应用.OLED具有全固态、响应速度快、易于实现柔件显示等优点.由于磷光材料的应用,其内量子效率几乎达到了理论的极限值100%,但其外量子效率却只有20%左右,制约外量子效率进一步提高的主要因素是器件的光取出效率.本文从提高OLED光取出效率的方法入手,综述了国内外关于顶发射和底发射有机发光器件光取出效率增强的研究现状、最新进展及以后的研究方向.     

硅片上顶发射的有机电致发光器件

为了更好地实现有机发光器件在硅片上的有源矩阵显示,有必要探讨在硅片上直接制作透明阴极的顶发射有机发光器件。在顶发射发光器件中,为了到达高的发光效率,底部阳极一般采用高反射率的金属。在通常所用的各种金属当中,金属银对可见光具有很高的反射率,然而由于其具有相当低的功函数,导致与有机材料间能级的不匹配,从而引起有机发光器件中阳极空穴注入的不理想而影响器件的性能。我们在硅片上制备顶发射的有机发光器件,用薄层QAD(quinacridone)作为发光层,表面修饰的银作为阳极,制备的有机发光器件的亮度在外加电压10V时达到13700cd／m^2,器件的最大电流效率在7V时达到4．3cd／A,是没有薄层QAD器件的2倍多,是由在器件中存在Alq3与QAD之间Foester能量转移机制引起的。     

高效、色度稳定的顶发射白光有机发光二极管

顶发射白光有机发光二极管(white organic light-emitting diodes,WOLEDs)因可与有源驱动电路结合实现大开口率和高分辨率,因而在白光照明和全彩显示中有着良好的应用前景．本文制备了红/蓝双磷光发光层的顶发射WOLEDs,通过在红光层与蓝光层间插入电子阻挡层tris(phenypyrazole)iridium(Ir(ppz)₃),降低了对红光掺杂浓度的要求,红光掺杂浓度的提高不仅降低了对制备工艺的要求,提高了工艺可重复性,而且改善了WOLEDs的效率与色度稳定性。分析了色度稳定的原因,优化了红光和蓝光磷光客体的掺杂浓度,制备出发光效率达到7.9 cd·A-1的顶发射WOLED,其色坐标位于暖白光区,在87～2 402 cd·m-2亮度范围内色度很稳定,仅变化(0.006,0.01)。     

最小二乘拟合计算有机薄膜晶体管迁移率的研究

本文通过制备了一个基于并五笨为有源层的顶栅底接触OTFT器件获取电流电压实验数据,并运用电流电压特性曲线理论拟合计算方法计算其场效应迁移率.研究发现,采用不同的拟合方法得到的场效应迁移率值有较大的差异.若选取转移特性曲线线性区距中心1/2范围内测试点进行最小二乘拟合计算出的场效应迁移率能减少采用其他拟合方法的固有不准确性,而且与其他方法得到的场效应迁移率最接近. 关键词： 最小二乘拟合 场效应迁移率 有机薄膜晶体管     

基于MoOx层减反射膜调节白光色度的顶发射有机电致发光器件

为了改进白光顶发射器件的色纯度,使用高折射率的材料MoOx作为光输出耦合层,通过对器件的减反射膜厚度的优化,制作了硅基顶发射有机白光器件。器件结构为Si/Ag(60nm)/MoOx(2nm)/NPB(50nm)/DPVBi(7nm)/rubrene(0.2nm)/Alq3(43nm)/LiF(1nm)/Al(1nm)/Ag(20nm)/MoOx。并结合实验,优化了减反射膜的厚度。随着MoOx厚度的增加,在460nm左右的蓝光区域出现了一个明显的发光峰,色坐标逐渐向白光等能点(0.33,0.33)靠近,实现了对白光色度的调节,制作出了高效率的白光顶发射有机电致发光器件。     

利用混合有机空穴传输材料提升有机薄膜晶体管场效应迁移率

通过采用在并五苯薄膜与源漏电极之间插入10 nm并五苯掺杂的N,N'-二苯基-N,N'-二(3-甲基苯基)-1,1'-联苯-4,4'-二胺薄膜的方法研究了基于并五苯有源层的底栅错面型有机薄膜晶体管的电学特性。研究发现:N,N'-二苯基-N,N'-二(3-甲基苯基)-1,1'-联苯-4,4'-二胺的引入可以有效改善有源层和源漏电极接触界面的表面形貌,利于形成欧姆接触,从而改善器件性能,最终使优化器件的迁移率由(0.1±0.01)cm2/(V·s)提升至(0.31±0.02)cm2/(V·s),阈值电压由(-34.6±1.3)V降至(-30.1±1.2)V。     

不同微腔结构有机电致发光器件的电致发光光谱模拟

采用传输矩阵法对有机电致发光器件(OLED)、微腔有机电致发光器件(MOLED)和耦合微腔有机电致发光器件(CMC)的电致发光光谱(EL)进行了模拟计算。OLED、MOLED和CMC的结构分别为glass/ITO(134 nm)/NPB(74 nm)/Alq₃(62 nm)/Al、glass/DBR/ITO(134 nm)/NPB(74 nm)/Alq₃(62 nm)/Al和glass/DBR₁/filler/DBR₂/ITO(134 nm)/NPB(74 nm)/Alq₃(62 nm)/Al。通过模拟计算发现:OLED光谱呈宽带发射,主峰峰值位于561 nm,肩峰峰值位于495 nm;MOLED光谱呈单峰窄带发射,峰值位于534 nm;CMC光谱呈双峰窄带发射,峰值分别位于520 nm和556 nm。MOLED光谱的色纯度最高;OLED与MOLED的光谱积分面积基本相同;CMC的光谱积分面积是OLED或MOLED的1.1倍,发光效率最高。结果表明,采用双耦合微腔结构可有效提高...     

用于光通信的高速响应有机电致发光器件

采用直接光强调制的方法,建立了一种新型有机电致发光器件(OLED)的光电信号传输体系,研究了发光层掺杂、发光面积和预置电压对OLED响应速度的影响。结果发现:与发光层为单独的Alq3的器件相比较,掺杂rubrene的发光层的荧光寿命较短,响应较快;减小OLED的发光面积能提高OLED的响应速度,并在0.02 mm2的发光面积上实现了100 Mbit/s的信号传输速度;同时,预置直流电压也能改善OLED的响应速度。最后,提出将柔性OLED与聚合物波导及有机光电二极管结合,实现了一种全有机的柔性光电子体系。     

Organic light emitting devices

The purpose of this paper is to provide general information about basic physical processes involved in organic electroluminescence and to present the main parameters and advantages of organic light emitting devices (OLEDs).     

Organic single-quantum-well electroluminescent device

A new kind of single-quantum-well electroluminescent (EL) device consists of a hole transport N,N-Bis(3-methyphenyl)-N,N-diphenylbenzidine(TPD) layer, and electron transport 8-(quinolinolate)-aluminum(Alq) layer and a light emitting layer of Alq doped with 5,6,11,12-tetraphenylnaphthacene (rubrene) has been fabricated by the multisource-type high-vaccum organic molecular deposition. The dopant rubrene is as a potential well, and the undoped Alq layer is as a barrier layer. The EL spectra shows the spectral narrowing and the emission peak energy blue-shift, and the efficiency and luminance of the device have been significantly improved. The experimental phenomena is explained as the result of recombination of carriers from the quantized energy state.     

有机自旋电子学

文章介绍了有机半导体同自旋电子学相结合的新学科——有机自旋电子学. 着重讨论以下三个方面问题: 有机半导体特别是有机共轭聚合物特性及其载流子性质; 自旋电子学研究热点; 有机自旋电子学研究进展.     

互混型有机电致发光器件

通过共蒸镀空穴传输材料TPD和电子传输材料Alq₃,在普通双层器件的异质结界面引入了均匀互混层,并研究了互混层的厚度变化对器件光电性能的影响。互混层的引入在一定程度上改善了普通双层器件的异质结界面由于高浓度载流子积聚导致的高电场和界面缺陷对器件主要性能(效率和寿命)的负面影响。我们发现一定厚度的互混层使器件的性能有所提高。     

Organic single crystal phototransistors: Recent approaches and achievements

Organic phototransistors (OPTs), compared to traditional inorganic counterparts, have attracted a great deal of interest because of their inherent flexibility, light-weight, easy and low-cost fabrication, and are considered as potential candidates for next-generation wearable electronics. Currently, significant advances have been made in OPTs with the development of new organic semiconductors and optimization of device fabrication protocols. Among various types of OPTs, small molecule organic single crystal phototransistors (OSCPTs) standout because of their exciting features, such as long exciton diffusion length and high charge carrier mobility relative to organic thinfilm phototransistors. In this review, a brief introduction to device architectures, working mechanisms and figure of merits for OPTs is presented. We then overview recent approaches employed and achievements made for the development of OSCPTs. Finally, we spotlight potential future directions to tackle the existing challenges in this field and accelerate the advancement of OSCPTs towards practical applications.     

有机量子阱电致发光器件

制备了普通的有机量子阱结构,并对结构进行了表征.在此基础上,制备了量子阱结构的白光电致发光器件.在分析了制作工艺对有机量子阱结构特性可能产生的影响之后,为了减少垒、阱界面互扩散效应的影响,提出了有机掺杂量子阱的概念,即垒与阱的母体是相同材料,只是在生长垒层的过程中同时掺入少量发光剂.由于掺杂剂的浓度梯度只有百分之零点几,因此,界面互扩散的影响很小,实际上我们用这种办法制备的有机量子阱器件的亮度、效率均有明显提高.在研究了阱数对器件特性的影响之后,我们发现一般情况下,两个阱是最好的.进一步研究了阱母体材料对有机量子阱器件特性的影响,结果发现,用NPB作母体比Alq作母体更好,这时器件的效率(cd/A)在45～13V工作电压范围内变化不大.     

有机光电磁功能材料

有机光电磁功能材料是新一代材料。文章简要介绍了有机半导体、光导体、光致变色与电致变色材料、有机非线性光学材料、有机导体、超导体、导电高分子，以及有机铁磁材料和有机分子电子器件。     

Organic quantum well and superlattice characteristics in quasi-one-dimensional multiblock copolymers

A tight-binding calculation was presented to describe multiblock copolymers, such as [...-(PA)x-(PPP)y-...] composed of PA (polyacetylene) and PPP (poly(p-phenylene). It is found that a copolymer has a quantum well and superlattice characteristics, and evident is the effect of the composite lengths, the interfacial couplings and the electron-phonon interactions on the electronic properties of a copolymer. The quantum tunneling, the Franz-Keldysh effect and the quantum confinement can be generated under an applied electric field. These results were compared to those of traditional inorganic quantum well and superlattice systems.     

有机太阳能电池的研究进展

能量转化效率低是有机太阳能电池实现商业化生产的一个瓶颈,因此,制备高性能太阳能电池的关键之一是提高能量转化效率(ηp),文章介绍了有机太阳能电池的工作原理,论述了目前有机太阳能电池的研究现状,重点从提高有机太阳能电池的开路电压(Voc)、短路电流(Isc)、光电转换效率(ηEOE)和填充因子(FF)等几方面分析总结了提高有机太阳能电池能量转化效率的几种有效途径,并简要阐述了有机太阳能电池稳定性的研究进展.     

一种白光有机电致发光器件的制备

通过对器件结构的优化设计，提高了白光电致发光器件中蓝光成分的发光效率，从而得到了一种较为理想的有机白光电致发光器件。驱动电压为5V时，电流密度J=0．5mA／cm^2，器件的效率达到最大，流明效率为1．92 lm／W，此时器件的发光亮度接近20cd／m^2。色坐标为(x=O．317，y=0．328)。非常接近白光等能点．是色度很好的白光。并且在很大范围内，色度随器件的驱动电压或电流变化不大，当驱动电压变化至15V时。f=232mA／cm^2，色坐标变化至(x=0．338，y=O．353)。在电压为22V时，器件的亮度达到最大，为17 000cd／m^2。此外器件结构相对简单。器件制备的可重复性得到很大程度的改善。