新型蓝光电致发光聚合物及取向技术的分析-analysis of new blue electroluminescence polymer and its orientation technology.docxVIP

灭，使EL发光效率降低。柯达公司首先提出了双层膜结构，有效地解决了电子和空穴的复合区远离电极和平衡载流子注入速率的问题，提高了器件的发光效率，使有机EL的研究进入了—个新阶段。他们的器件结构也叫DL—A型双层器件结构，如图1.3(a)所示，其主要特点是发光层材料具有电子传输特性，需要加入一层空穴传输材料去调节空穴和电子注入到发光层的速率。这层空穴传输层材料起着阻挡电子的作用，使注入的电子和空穴在发光层处复合。如果发光层材料具有空穴传输特性，就需要使用DL—B型双层器件结构，加入电子传输层以调节载流子的注入速率，使注入的电子和空穴是在发光层中复合，如图1.3(b)所示。(a)(b)图1.3双层EL器件结构图三层器件其中，三层器件结构是由日本Adachi首先提出来的，由空穴传输层、电子传输层和将电能转化成光能的发光层组成，如图1.4所示[7]。这种器件结构的优点是三层功能层各行其职，对选择材料和优化器件结构性能十分方便，是目前有机EL器件中最常用的结构。保证了有机EL功能层与玻璃之间的附着良好，而且还使来自阳极和阴极的载流子更容易注入有机功能薄膜中。图1.4三层EL器件结构图多层器件多层器件结构如图1.5所示。这种器件结构不但保证了有机EL功能层与玻璃之间的附着良好，而且还使来自阳极和阴极的载流子更容易注入有机功能薄膜中。为了得到白色或者彩色的OLED器件，各种更复杂的器件结构不断出现。但是由于大多数有机物具有绝缘性，只有在很高的电场强度(约10-6V/cm)下才能使载流子从一个分子流向另一个分子，因此有机薄膜的总厚度不可超过几百纳米，否则器件的驱动电压太高，会失去了有机EL的实际应用价值。所以多层器件结构用的较少。图1.5多层EL器件结构图1.2.5有机电致发光器件的性能参数能级和能隙载流子的平衡注入和平衡传导要求电极和聚合物之间的能级相匹配[8]。载流子的平衡注入要求正极的费米能级EF与聚合物最高占有轨道(HOMO)之间的势垒?EHV同金属负极费米能级EF与聚合物最低未占有轨道(LUMO)之间的势垒?ELC大体相当而且势垒越小，器件的驱动电压越低。根据聚合物HOMO和LUMO的大小，通常选择功函较高的材料如铟/锡氧化物(ITO)做阳极，功函较小的金属如钙做阴极，参见表1.1。由于钙在空气中易氧化，故常用铝等稳定性好的金属代替，另一方面，铝的功函较高，这就意味着聚合物的LUMO也相应地高一些，以满足能级匹配的要求。聚合物的HOMO，即价带顶能量EV或π，与电离能IP和氧化电位相对应；LUMO，即导带底能量EC或π*，与电子亲和能和还原电位相对应。它们可以通过电化学电位谱方法(electrochemicalpotentialspectroscopy,ECPS)[9]、循环伏安法(cyclicvoltammetry,CV)[10]、微分脉冲极谱法(differentialpulsepolarography,DDP)[11]和光电子发射谱(ohotoclectronemissionspectroscopy,PES)[12]等实验方法确定。也可以通过量子化学的方法估算[13,14]。能隙(Eg)或带隙是聚合物的另一个重要的能量参数。它在数值上等于导带能量与价带能量之差，其大小直接反映了发射光的波长，能隙增大则光波长降低，能量升高。提高能隙的方法重要是降低聚合物的共轭长度例如在连续的大π键主链中引入间位取代的苯环结构或位阻较大的其他基团（结果是共轭平面发生扭曲），也可以引入非共轭性链段，直接使共轭结构阻断。能隙的大小可由LUMO和HOMO计算，也可以有Uv-vis吸收谱测定。有机聚合物发光层的能隙介于1.4-3.3eV，响应波长为890-370nm。表1.2列出了一些聚合物的带隙值[15]。表1.1PLED常用的电极材料正极（功函，eV）负极（功函，eV）ITO(4.7)Al(4.1-4.4)Au(5.1-5.5)Mg-Ag,Mg-InPtCa(2.87-3.0)PANIIn(4.12-4.2)SiO2Mg(3.7)Ag(4.26-4.74)Ca-Al,Sa-Agp-typeSiAg,CrAl-Li(3.4)表1.2电致发光聚合物的带隙（eV）聚合物EgOPTEgECPSEgQC聚苯2.802.842.90聚对苯撑乙烯2.402.402.21聚噻吩2.00—2.24聚噻吩撑乙烯1.64—1.61聚乙炔—1.35—聚烷基噻吩—2.00—聚9，9-二烷基芴2.90——聚乙烯基咔唑3.30——EgOPT是由吸收光谱得到的数据EgECPS是由电化学得到的数据EgQC是有量子化学计算得到的数据发光颜色一般来讲，有效共轭越长，发光越红移；相反，有效共轭越短，发光越蓝移。聚合物的吸收光谱和发射光谱一般是宽带光谱，谱峰的半高度大约在100-200nm，这