二芳基芴类有机/聚合物半导体材料研究进展

在众多构建有机半导体材料分子结构中,二芳基芴类半导体凭借其特殊的电子、空间、位阻以及构象结构展现出良好的商业化前景.国内外研究学者致力于二芳基芴类电致发光小分子与聚合物半导体材料的研究,大量二芳基芴类电致发光小分子与聚合物半导体材料,包括电致发光材料、载流子传输材料、磷光器件的主体材料和电存储材料等已经得到了报道.文中以作者课题组的工作为主线系统总结了二芳基芴类有机/聚合物光电材料的分子结构、性质、及其应用等方面的进展,并展望了二芳基芴类有机/聚合物半导体材料未来发展的趋势与脉络.     

硅芴-芴共聚物的合成、表征和光电性能

合成了硅芴与芴的共聚物.系统研究了该新型共轭聚合物的溶解性、热稳定性、电化学性能、光物理性能和电致发光性能等.研究发现,无规嵌入少量具有高能隙、低LUMO能量的硅芴单元到聚芴主链中可有效调控聚合物的光电性能.     

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MEH-PPV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1 250 cd/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1 nm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.     

基于含硒窄带隙聚合物太阳能电池的性能

为扩展聚合物太阳能电池的光谱响应范围,选用含硒窄带隙聚合物———聚[2, 7-(9,9-二正辛基)芴-5,5’-(4,7-二硒吩-2,2’-基)-2,1,3-苯并硒二唑] (PFSeBSe)作电子给体,C60衍生物(PCBM)作电子受体,将二者共混,制备了单活化层聚 合物太阳能电池.研究表明,PFSeBSe与PCBM的最佳混合质量比约为1∶4,在AirMass 1.5(100mW·cm-2)模拟太阳光源辐照下,用LiF/Al作为阴极,器件的最大能量转换效 率为0.423%,光敏响应可扩展到700nm以上,比文献报道的结果红移了30～50nm,表明 该体系的吸收与地表太阳光谱能量分布更加匹配.     

蓝光高分子电致发光材料研究进展

实现高分子材料稳定高效的蓝光发射对于实现高分子电致发光器件的全彩显示至关重要,也是目前制约高分子电致发光器件走向商业化应用的重要影响因素之一.概述了聚芴类蓝光发射高分子功能材料的优缺点、应用前景及其研究进展,重点讨论了其光谱稳定性问题.     

间位苯环阻隔聚对苯撑乙炔的合成及光谱性能

介绍了一种阻隔型聚对苯撑乙炔的合成与电致发光特性,在聚对苯撑乙炔主链引入间位苯环,可阻隔聚对苯撑乙炔的有效共轭长度,改变发光颜色,合成的模型小分子可证明这一点。研究了电致发光器件ITO／m-PPE／Al的电致发光特性。     

9位芘和长链烷氧基苯取代的三联芴

采用Suzuki偶联反应制备了9位芘和长链烷氧基苯取代的三联芴ATF.热分析结果显示ATF具有良好的热稳定性,其热分解温度为430 ℃,玻璃化转变温度高达155 ℃.芘在芴9位的非共轭取代并没有改变共轭三联芴的高效率蓝光发射特点,但ATF的HOMO能级得以明显提高,这意味着空穴注入性能有明显的提高.ATF既可以采用真空蒸镀,又可以采用溶液旋涂的方法制备电致发光器件,旋涂器件(ITO/PEDOT∶ PSS(40 nm) /ATF(100 nm)/Ba/Al)的启动电压为7 V,最大外量子效率为0.62.     

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MEH—PPV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／m^2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解得到的金属Ba。     

单一白色发光层的OLED制备与发光性能研究

研制了两种类型单一白色发光层的有机电致发光器件(OLED),即小分子Zn(BTZ)2的掺杂型器件：ITO／PVK：TPD／Zn(BTZ)2：Rubrene／Al和聚合物LPPP的混合型器件：ITO／混合型发光层／Al,获得了较高的器件亮度和发光效率,且色坐标均非常接近于白色等能点,进而对上述器件的发光和电学性能进行了初步研究。     

无机厚膜电致发光显示器件的研究

采用丝网印刷技术,在Al2O3陶瓷基板上印刷、高温烧结内电极及绝缘层,制备出陶瓷厚膜基板,进而制备了新型厚膜电致发光显示器(TDEL).整个器件结构为陶瓷基板/内电极/厚膜绝缘层/发光层/薄膜绝缘层/ITO透明电极.测试了器件的阈值电压、亮度与电压、亮度与频率关系,并对器件衰减特性进行了分析.结果显示厚膜电致发光器件比薄膜电致发光器件有更低的阈值电压和较小的介电损耗,有效地防止了串扰现象.     

反向偏压下的异质结聚合物电致发光机理分析

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是一种空穴型聚合物材料而PPQ是一种电子型聚合物材料 .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 ,但在反向偏压下的光发射则包括来自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 .提出了加速电场的概念 ,并在此基础上从理论上分析了蓝光强度与黄光强度的比值随反向偏压的增加而增加的发光机理 ,指出了决定这一比值的主要因素 .     

可溶性聚合物薄膜发光器件的电致发光

采用脱氯化氢反应合成出氯仿可溶性的ＭＥＨ－ＰＰＶ聚合物,用ＭＥＨ－ＰＰＶ作为发光材料制备了单层结构ＩＴＯ／ＭＥＨ－ＰＰＶ／Ａｌ和双层结构ＩＴＯ／ＭＥＨ－ＰＰＶ／Ａｌｑ３／Ａｌ电致发光器件,测量了器件的电致发光谱、Ｉ－Ｖ特性和Ｂ－Ｖ特性,利用能级理论分析了器件的发光特性了随器件结构的不同所具有的规律,实验表明,单层结构器件和双层结构器件的发光出现在ＭＥＨ－ＰＰＶ层,当加入Ａｌｑ３电子传输层／空穴阻挡     

半导体纳米材料CdSe/ZnS在显示器件中的应用

以半导体纳米材料CdSe/ZnS作为发光层, ZnO作为电子传输层, 用Al和氧化铟锡（ITO）分别作为两极材料, 采用旋涂和真空蒸镀膜技术制备半导体发光二极管, 并对其光学性质进行表征. 结果表明: 该器件发射黄光, 峰位为575 nm, 半峰宽30 nm, 最大发光强度2 000 cd/m²; 在较高的电流密度下, 该器件的电致发光效率无
明显衰减; 当半导体纳米材料CdSe/ZnS及ZnO分别作为发光层和电子传输层时, 可制备具有高电流密度且稳定的发光二极管主体材料.     

激子复合区随温度移动对OLED磁效应的影响

制备了DCM掺杂层靠近阴极的双发光层有机发光器件ITO/CuPc/NPB/Alq3（发射绿光）/Alq3：DCM（发射红光）/LiF/Al,并在不同温度下测量了该器件和无DCM掺杂的单发光层参考器件的磁电致发光（Magneto-ElectroLuminescence,MEL）和磁电导（Magneto-Conductance,MC）.在注入相同电流密度下,发现双发光层器件MEL的高场（B50mT）效应随温度降低呈现先减小后增大的非单调变化,这与单发光层参考器件的单调递增变化明显不同.同时测量了不同温度下的电致发光光谱,发现双发光层器件的533nm和600nm两个特征峰的强度随温度变化出现了此消彼长的现象,表明激子复合区域随温度变化发生了移动.通过分析工作温度对器件各发光层中的三重态激子对间相互作用及载流子迁移率的影响,对双发光层器件中MEL的高场效应随温度的非单调变化进行了定性解释.实验结果进一步验证了在单发光层器件中得到的有机磁效应高场变化的相关结论.     

ZnO 空穴缓冲层对OLED 性能的影响

本文利用无机材料ZnO作为空穴缓冲层,制备了结构为ITO/ZnO/NPB/Alq3/Al的有机电致发光器件。用计算机控制的KEITHLEY2400-PR655系统测量器件的电压-电流-亮度特性。研究结果表明,当ZnO薄膜的厚度为2 nm时,器件的电流效率可达1.65 cd/A,最大亮度为3 449 cd/m2;而没有加入缓冲层的同类器件,最大亮度仅为869.7 cd/m2,最大电流效率为0.46 cd/A。由此可以看出,加入ZnO空穴缓冲层后,最大亮度提高3.97倍,最大电流效率提高3.59倍。分析认为适当厚度的ZnO薄膜降低了发光层空穴的浓度,提高了电子和空穴的复合率,从而降低了电流密度,提高了器件的电流效率,改善了器件性能。     

Electron states of interfaces in multi-layered phthalocyanine films

The interfaces and interface electron states in Mylar/Al/UCL/CGL/CTL multi-layered photoreceptor are discussed. The interface electron states between CGL and CTL in sample A efficiently accelerated photogeneration carrier transport processes to bring about a lower V-r value and higher light sensitivity than sample B. The process might be interpreted as a kind of assistance sensitization effect based on interfacial electron states in the high fields; that is to say, the interface electron states between CGL and CTL accelerated carriers injection from CGL into the gap states of CTL, and followed by the interface electron states modulated transport processes of carriers in the CTL.     

Synthesis and Characterization of Fluorene-based Polymers Containing Electron-withdrawing Thiazolo Thiazole Unit

1 Results Low bandgap polymers can be used for pure red light emitting materials or solar cell materials.To make low bandgap polymers,we designed conjugated polymers with alternating sequences of the appropriate donor/acceptor units in the main chain.3-hexyl thiophene was used as a electron donating unit.For the electron accepting unit,we selected thiazolothiazole and bithiazole units having electron withdrawing property.Polyfluorene(PF) is the preferred conjugated polymer in light-emitting applications...     

有机电致发光器件的电极研究

介绍了有机电致发光器件的电极研究进展,着重分析了电极性能的改进机制。对于阳极,为了利干空穴的注入和可见光透射,一般应选择功函数较高的透明导电材料。由于铟锡氧化物(ITO)是目前使用最为广泛的阳极材料,所以着重探讨了对ITO膜各种处理方法的改进机理,认为虽然氧空位浓度、C污染、Sn浓度都对ITO的表面功函数有影响,但C污染是主要因素;一种较好的处理方法是既能有效清除C污染,同时又尽可能使ITO膜的电阻率降低,所以中度氧等离子体处理是一种较为理想的途径。对于阴极,为了利于电子的注入,应选择功函数较低且化学性质较为稳定的材料;层状阴极可以较好地实现这一目的,并分别从隧穿效应、界面能带弯曲及减少淬灭中心等方面解释了金属/绝缘层双层阴极的改进机理,认为这三个方面共同起了作用,但主次不一。     

量子点层厚度对量子点发光二极管发光特性的影响简

采用湿法旋涂技术制备量子点发光二极管器件（QD-LEDs）。PEDOT作为空穴注入层,TFB作为空穴传输层,量子点作为发光层,采用无机二氧化钛（TiO2）作为电子传输层,在相同的工艺条件下调节量子点层旋涂转速（800～1100 r/min）,制备不同厚度的量子点发光二极管发光器件（QD-LEDs）。实验结果表明,当量子点层的旋涂转速为900 r/min时,此时的量子点层厚度为30 nm,所制备的量子点发光二极管器件（QD-LEDs）的发光性能最好,开启电压最低,只有5．5 V。     

蓝色Al/LiF双层电极有机电致发光器件

合成并采用ＤＰＶＢ作为发光层,Ａｌ／ＬｉＦ双层电极作用阴极,得到了高亮度（〉９８００ｃｄ／ｍ＾２）、高诳率（１．７ｌｍ／Ｗ）的蓝色有机电致发光器件。