DCJTB为功能层LEC器件的能量传递
第３０卷第１期２００９年２月
发光学报
ＶｏＬ３０
Ｎｏ．１
ＣＨＩＮＥＳＥＪＯＵＲＮＡＬＯＦＬＵＭＩＮＥＳＣＥＮＣＥ
Ｆｅｂ．。２００９
文章编号：１０００－７０３２（２００９）０１－００５９－０４
Ｐｏｌｙ［（ＢＥＨＰ－ＰＰＶ）－ＣＯ－（ＭＥＨ－ＰＰＶ）］：ＤＣＪＴＢ
为功能层ＬＥＣ器件的能量传递
滕枫，李扬舟
（北京交通大学光电子研究所发光与光信息技术教育部重点实验室，北京１０００４４）
摘要：在有机发光器件中，掺杂染料分子是改变发光颜色，提高发光性能的有利手段。在掺杂体系中，主体
材料向掺杂剂的能量传递是主要的激发态弛豫过程。在ＬＥＣ器件中，利用掺杂手段改变发光颜色的方法报道很少。研究了以发射绿光（峰值５５０ｎｍ）的共聚物Ｐｏｌｙ［（ＢＥＨＰ・ＰＰＶ）一ＣＯ一（ＭＥＨ・ＰＰＶ）］中掺杂ＤＣＪＴＢ作为功能层的ＬＥＣ器件的发光特性。器件的结构为ＩＴＯ／Ｐｏｌｙ［（ＢＥＨＰ—ＰＰＶ）一ＣＯ一（ＭＥＨ—ＰＰＶ）］：ＤＣＪＴＢ＋ＰＥＯ＋ＬｉＣＦ，ＳＯ，／舭。共聚物的光致发光光谱几乎覆盖了整个ＤＣＪＴＢ吸收光谱的范围，满足能量传递的要求。通过光致发光与电致发光光谱的研究，发现掺杂后的薄膜不论是光致发光还是电致发光，都以ＤＣＪＴＢ的发射为主，说明二者之间的确存在能量传递。
关键词：能量传递；ＬＥＣ器件；掺杂中图分类号：ＴＮ３８３．１；ＴＮ８７３．３
ＰＡＣＣ：７８６０Ｆ
文献标识码：Ａ
１
引言
这样，即使去掉驱动电压，掺杂状态一直保持，再次驱动时，不再有ｐ－ｎ结形成过程，器件的电学性能则与传统的ｐ－ｎ结特性接近了。此外，冷冻后的ＬＥＣ器件还表现出了光伏特性旧Ｊ，在平面ＬＥＣ器件中，引入多电极结构，可以形成多ｐ－ｎ结串联结构，因此可以实现高开路电压的光伏器件一１。
ＬＥＣ器件的结构特征就是在阳极（ＩＴＯ）与阴极（ＡＩ）之间夹一层功能层，形成夹心结构。其中功能层由发光聚合物与聚合物电解质共混（如ＭＥＨ．ＰＰＶ与ＰＥＯ），然后再加入离子导电盐类（ＬｉＣＦ，ＳＯ，）悼＇３１构成。由于与电极（包括阳极与阴极）接触的区域经过了电化学掺杂，具有很高的电导率，因此电极对器件的启亮电压影响非常小旧Ｊ。目前，对ＬＥＣ器件的发光特性、电学特性研究的比较多。但是，在ＬＥＣ功能层中掺杂其他荧光染料的研究却比较少，而这种掺杂染料的方法，正是有机电致发光器件（ＯＬＥＤ）中的常用手段。ｌＯ，１１］。我们前期的工作研究了以ｐｏｌｙ－５－２一
ｅｔｈｙｌｈｅｘｙｌ—ｏｘｙ－２一ｍｅｔｈｏｘｙ一１，４－ｐｈｅｎｙｌｅｎｅ
ｖｉｎｙｌｅｎｅ
由于聚合物电致发光器件…具有许多优良特性，如色彩丰富、制备工艺简单、可制备柔性器件等，因此在发光与显示领域具有重要地位，并已经成为２０世纪末到２１世纪初的研究热点。其中，通过在聚合物中进行电化学掺杂制备的聚合物电化学发光池（１ｉｇｈｔ・ｅｍｉｔｔｉｎｇ
ｅｌｅｃｔｒｏｃｈｅｍｉｃａｌ
ｃｅｌｌ，ＬＥＣ）心．３。是对聚合物发光器件的一个重要发展。Ｇａｏ的课题组采用的大尺寸的平面ＬＥＣ器件可以简单通过照相的方式观察到掺杂过程Ｈ＇５］，他们利用紫外灯照射器件，通过观察功能层聚合物的荧光猝灭，可以清晰看到器件中的聚合物掺杂过程，并可以通过摄像或拍照获得数据。通常的ＬＥＣ器件在加上驱动电压后，存在一个ｐ－ｎ结形成过程，也就是电化学掺杂过程。因此，器件通电以后，响应速度很慢。当撤掉器件的驱动电压后，功能层有一个退掺杂过程，因此再次驱动后，仍然有个形成过程。在器件ｐ－ｎ结形成后，把温度降低到聚合物电解质的离子迁移温度以下，就可以把ｐ－ｎ结“冻住”，形成“冷冻ｐ－ｎ结”［６’”，
（ＭＥＨ．ＰＰＶ）为发光聚合物，掺杂４一ｄｉｃｙａｎｏｍｅｔｈｙ—ｌｅｎｅ－２－（ｔｅｒｔ．ｂｕｔｙｌ）－６－ｍｅｔｈｙｌ－４Ｈ—ｐｙｒａｎ（ＤＣＪＴＢ）的
收稿日期：２００８—１０－２５；修订日期：２００８一ｌｌ－３０
基金项目：凶家自然科学基金资助项日（６０６７７００７）
作者筒介：滕枫（１９６９一）．男，吉林人，教授，主要从事有机光电子方面的研究。
Ｅ—ｍａｉｌ：ｆｉｅｎｇ＠ｂｊｔｕ．ｅｄｕ．ｅｌｌ，Ｔｅｌ：（０１０）５１６８４８６０
发光ＬＥＣ器件发光特性【ｌ２｜。由于ＭＥＨ－ＰＰＶ的发光峰
（５７５ｌｉＢ）比较靠近红光染料ＤＣＪＴＢ的发光峰（６２０ａｍ），因此实验现象不够明显。本文采用了
发射绿光的共聚物Ｐｏｌｙ“２．［２’，５’一ｂｉｓ（２＂－ｅｔｈｙｌ—ｈｅｘｙｌｏｘｙ）ｐｈｅｎｙｌ］一１，４一ｐｈｅｎｙｌｅｎｅｖｉｎｙｌｅｎｅ］一ＣＯ－［２一
ｍｅｔｈｏｘｙ－５－（２＇－ｅｔｈｙｌｈｅｘｙｌｏｘｙ）－１，４－ｐｈｅｎｙｌｅｎｅｖｉ－
ｎｙｌｅｎｅ］｝（Ｐｏｌｙ［（ＢＥＨＰ—ＰＰＶ）一ＣＯ一（ＭＥＨ—ＰＰＶ）］）为发光聚合物（峰值５５０ｎｍ左右）替代了ＭＥＨ—ＰＰＶ，同样采用ＤＣＪＴＢ作为掺杂染料制备了ＬＥＣ器件，研究了器件的发光特性。２
实验
实验中所用共聚物Ｐｏｌｙ［（ＢＥＨＰ—ＰＰＶ）一ＣＯ一（ＭＥＨ．ＰＰＶ）购买于Ｓｉｇｍａ—ＡｌｄｒｉｃｈＣｈｅｍｉｃａｌＣｏｍ—
ｐａｎｙ公司，聚合物电解质Ｐｏｌｙ（ｅｔｈｙｌｅｎｅｏｘｉｄｅ）
（ＰＥＯ）（Ｍ。＝５０００
０００）及锂盐ｌｉｔｈｉｕｍ
ｔｒｉｆｌｕ－
ｏｒｏｍｅｔｈａｎｅｓｕｌｆｏｎａｔｅ（ＬｉＣＦｌＳＯ｛）购买于ＡｌｆａＡｅｓａｒ
公司。
共聚物Ｐｏｌｙ［（ＢＥＨＰ—ＰＰＶ）一ＣＯ一（ＭＥＨ—ＰＰＶ）］，如图１（ａ）所示，与ＰＥＯ都溶解于环己酮，其中共聚物的质量浓度为８ｍｇ／ｍＬ，共聚物与ＰＥＯ及ＬｉＣＦ，ＳＯ，的质量比为７：５：１，掺杂的ＤＣＪＴＢ，如图ｌ（ｂ）所示，与共聚物的质量比分别为２％和４％。器件衬底为电导率＜４０１１／口的ＩＴＯ导电玻璃，使用前依次用去离子水、乙醇和丙酮进行超声清洗，然后用氮气吹干。器件的功能层是采用旋涂的方法制备的，背电极采用的是铝电极，采用热蒸
（ａ）Ｈ３Ｃ
ＣＨ，
ｍ：ｎ－－Ｏ．６：０．４
图１共聚物Ｐｏｌｙ［（ＢＥＨＰ．ＰＰＶ）．ＣＯ一（ＭＥＨ・ＰＰＶ）］（ａ）和
ＤＣＪＴＢ（ｂ）的分子结构
Ｆｉｇ．１
Ｍｏｌｅｃｕｌａｒ
ｓｔｒｕｃｔｕｒｅｓ
ｏｆ
Ｐｏｌｙ［（ＢＥＨＰ—ＰＰＶ）一ＣＯ－
（ＭＥＨ—ＰＰＶ）］（ａ）ａｎｄＤＣＪＴＢ（ｂ）
学报
第３０卷
发的方法，真空度保持在２×１０。Ｐａ左右制备的。器件的有效面积为２
ｍｍ×２
ｍｍ。器件结构
为：ＩＴＯ／共聚物：ＤＣＪＴＢ（２％或４％）：ＰＥＯ：Ｌｉ＋／Ａｌ。实验中的光致发光光谱和电致发光光谱是在
ＳＰＥＸ
Ｆｌｕｏｒｏｌｇ．３荧光分光光度计上测得的。吸收
光谱是由岛津Ｓｈｉｍａｄｚｕ—ＵＶ３１０１吸收分光光度计测得的。实验中所有器件的发光特性都是在室温下和空气中测量的。
３结果与讨论
共聚物Ｐｏｌｙ［（ＢＥＨＰ—ＰＰＶ）一ＣＯ一（ＭＥＨ—ＰＰＶ）］和小分子染料ＤＣＪＴＢ都是单线态荧光发射材料，如果二者之间存在能量传递，必定是单线态到单线态之间的能量传递。无辐射能量传递通常可以分为库仑作用的Ｆｔｉｒｅｓｔｅｒ能量传递方式和交换作用的Ｄｅｘｔｅｒ能量传递方式。由于ＦＳｒｅｓｔｅｒ能量传递方式是通过库仑作用的长程传递方式，因此，在通常的掺杂体系是能量传递的主要方式，在简单的两电子体系模型中，Ｆｆｉｒｅｓｔｅｒ能量传递速率可以用下式表达¨凡”ｏ：
，ｄｄ
９０００
ＩｎＦ２咖Ｄｒ。，Ｄ（ｙ）占＾（ｐ）ｄⅣ
“ＥＴ—１２８１Ｔ５ｎ４Ⅳ＾７ｎＲ６』Ｄ
≯通过这个式子我们可以知道，实现能量传递的一个必要条件是能量给体的发射光谱与能量受体的吸收光谱的重叠积分不为零，既能量给体的发射光谱与能量受体的吸收光谱需要有交叠，而且这种交叠越大，能量传递速率就越大。图２给出了共聚物Ｐｏｌｙ［（ＢＥＨＰ－ＰＰＶ）一ＣＯ一（ＭＥＨ—ＰＰＶ）］的发射与ＤＣＪＴＢ的吸收的归一化光谱，从图中可以看出，ＤＣＪＴＢ的吸收光谱几乎完全覆盖了共聚物的
参
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董
１
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ｅ
Ｚ
图２共聚物Ｐｏｌｙ［（ＢＥＨＰ—ＰＰＶ）．ＣＯ一（ＭＥＨ．ＰＰＶ）］发射与
ＤＣＪＴＢ吸收的归一化光谱
Ｆｉｇ．２
ＮｏｒｍａｌｉｚｅｄＰＬｓｐｅｃｔｒｕｍｏｆ
Ｐｏｌｙ［（ＢＥＨＰ—ＰＰＶ）・ＣＯ‘
（ＭＥＨ．ＰＰＶ）］ａｎｄａｂｓｏｒｐｔｉｏｎｓｐｅｃｔｒｕｍｏｆ
ＤＣＪＴＢ
第ｌ期滕枫，等：Ｐｏｌｙ［（ＢＥＨＰ．ＰＰＶ）．ｅｏ．（ＭＥＨ—ＰＰＶ）］：ＤＣＪＴＢ为功能层ＬＥＣ器件的能量传递
６ｌ
发射光谱，可见，二者满足了进行有效的能量传递的条件。
图３是掺杂薄膜归一化的光致发光光谱。ＤＣＪＴＢ在共聚物中的掺杂质量分数分别为２％和４％，激发光的波长选用共聚物Ｐｏｌｙ［（ＢＥＨＰ—ＰＰＶ）一ＣＯ－（ＭＥＨ—ＰＰＶ）］的激发峰４５０ｔｉｍ。在没有掺杂ＤＣＪＴＢ时，薄膜的发光为共聚物的发光，峰值５６３ｔｉｍ左右，而掺杂质量分数为２％和４％时，ＤＣＪＴＢ的发光成为主体，发光峰值分别为５８８
Ａ，ｎｍ
ｎｍ和５９５ｎｍ左右，而共聚物的发光很不明显了。
图４不同ＤＣＪＴＢ掺杂浓度的器件归一化电致发光光谱
说明，虽然在制备ＬＥＣ器件时加入了聚合物电解Ｆｉｇ．４
ＮｏｒｍａｌｉｚｅｄＥＬｓｐｅｃｔｒａｏｆｄｅｖｉｃｅｓ
ｄｏｐｅｄ
ｗｉｔｈＤＣＪＴＢ
质ＰＥＯ与离子导电盐ＬｉＣＦ，Ｓ０３，但并没有明显地与电致发光光谱比掺杂质量分数为２％的器件略影响两个分子之间有效的能量传递过程。
微红移。而二者均与未掺杂的情况一样，与光致发光比较，有几个纳米的蓝移。
光致发光的结果表明，在这个共聚物ＬＥＣ器件中，掺杂了ＤＣＪＴＢ之后，依然同我们以前的结果一样¨２１，会发生能量传递。电致发光的结果表明，虽然复合区域只在结区，但是并没有影响共聚
物与ＤＣＪＴＢ之间的能量传递。
４结
论
Ａ，ｎｎｌ
在结构为ＩＴＯ／Ｐｏｌｙ［（ＢＥＨＰ—ＰＰＶ）一ＣＯ一（ＭＥＨ—图３不同ＤＣＪＴＢ掺杂浓度的器件归一化光致发光光谱
ＰＰＶ）］：ＤＣＪＴＢ＋ＰＥＯ＋ＬｉＣＦ３Ｓ０３／址的ＬＥＣ器件Ｆｉｇ．３
ＮｏｒｍａｌｉｚｅｄＰＬｓｐｅｃｔｒａｏｆ
ｄｅｖｉｃｅｓｄｏｐｅｄｗｉｔｈＤＣＪＴＢ
的中，共聚物Ｐｏｌｙ［（ＢＥＨＰ－ＰＰＶ）一ＣＯ一（ＭＥＨ－ＰＰＶ）］电致发光的复合区域与光致发光不同：在光的发射光谱覆盖了ＤＣＪＴＢ的吸收光谱，满足无辐致发光时，复合区域是薄膜中被激发光照射到的射能量传递的要求。在光致发光光谱中，虽然激发整个区域；而电致发光中，ＬＥＣ器件是形成了一光是共聚物的吸收峰４５０ｌｌｍ，但是发射光谱中，共个ｐ－ｎ结，复合区域只在结区。图４是相应的电聚物的发光却不明显，而以ＤＣＪＴＢ的发射为主。致发光归一化光谱，从图中可以看出，电致发光的说明二者之间的确有较高效率的能量传递。电致情况与光致发光基本相同，在没有掺杂ＤＣＪＴＢ的发光光谱与光致发光光谱类似，也以ＤＣＪＴＢ的发器件中，发光峰位于５５０ａｍ左右，与光致发光比射为主，光谱结果证实了在ＬＥＣ器件中，依然存在较，略有蓝移。而掺杂了２％的器件的电致发光能量传递。因此，ＬＥＣ器件与ＯＬＥＤ器件一样，可峰位于５８０ａｍ左右，掺杂质量分数为４％的器件
以利用掺杂染料的方法，改变发射颜色。
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Ｌａｂｏｒａｔｏｒｙ
ｏｆＬｕｎｕｎｅｓｃｅｎｃｅ
ａｎｄ
Ｏｐｔ诒ｌ
ＩｎｆｏｒｍａｔｉｏｎＭｉｎｉｓｔｒｙｏｆＥｄｕｃａｔｉｏｎ，Ｂｅｉｆｉｎｇ１０００４４。Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｉｔｉｓａ
ｇｅｎｅｒａｌｍｅｔｈｏｄ
ｔｏ
ｖａｒｙ
ｅｍｉｓｓｉｏｎｃｏｌｏｒｂｙｄｏｐｉｎｇｄｙｅｓｉｎＯＬＥＤｄｅｖｉｃｅｓ．Ｔｈｅｅｎｅｒｇｙｔｒａｎｓｆｅｒ
ｆｒｏｍｈｏｓｔ
ｔｏ
ｄｙｅｓｉｓｉｍｐｏｒｔａｎｔｐｒｏｃｅｓｓｉｎｂｌｅｎｄｓｙｓｔｅｍｉｎＯＬＥＤｄｅｖｉｃｅｓ．Ｉｎｔｈｉｓｐａｐｅｒ，ｔｈｅｓｐｅｃｔｒａｏｆｔｈｅ
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ｔｈｅｒｅｉｓ
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ｂｅｔｗｅｅｎｔｈｅＣＯ—ｐｏｌｙｍｅｒａｎｄＤＣＪＴＢｐｌａｙｓｉｍｐｏｒｔａｎｔｒｏｌｅｓｉｎｔｈｅａｃｔｉｖｅｌａｙｅｒｏｆＬＥＣｄｅｖｉｃｅ．
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Poly[(BEHP-PPV)-co-(MEH-PPV)]:DCJTB为功能层LEC器件的能量传递
作者：作者单位：刊名：英文刊名：年，卷(期)：被引用次数：
滕枫， 李扬舟， TENG Feng， LI Yang-zhou
北京交通大学光电子研究所,发光与光信息技术教育部重点实验室,北京,100044发光学报
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引证文献(5条)
1. 马颖. 韩薇. 张方辉. 袁桃利. 刘丁涵. 蒋谦 发光层混合掺杂的白光OLED器件[期刊论文]-液晶与显示 2011(1)2. 李彩霞. 林家齐. 倪海芳 聚酰亚胺薄膜的电致发光和光致发光[期刊论文]-发光学报 2011(3)
3. 余树福. 胡典钢. 王坚. 彭俊彪 多通道OLED器件寿命分析测试系统研制[期刊论文]-液晶与显示 2011(4)4. 周禾丰. 张存. 郝玉英. 高志翔. 王华. 许并社 具有穿插界面结构的高效绿光有机电致磷光器件[期刊论文]-发光学报 2011(8)
5. 张玉杰. 宋孟华 OLED光电性能综合测试系统的设计[期刊论文]-液晶与显示 2011(1)
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