CN103367656A - 可动手组装的小分子有机电致发光教具 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种可动手组装的小分子有机电致发光教具。所述教具包括控制电路、设于所述控制电路上的电源和有机电致发光板；所述有机电致发光板由依次叠加的阴极、电子注入层、电子传输层、有机发光材料层、空穴传输层、空穴注入层和阳极组成；所述阳极由透明导电材料制成，所述阴极由金属材料制成。本发明的小分子有机电致发光教具主要由小分子有机电致发光面板（OLED面板）和控制电路组成，使用者可以通过说明书的指导，在短时间内将所提供的部件自行组装成有机电致发光教具。然后通过调整控制电路等来调节电致发光教具的显示性能。

Description

可动手组装的小分子有机电致发光教具

技术领域

本发明涉及一种可动手组装的小分子有机电致发光教具。

背景技术

为了提高使用者尤其是青少年学生群体，对于有机电致发光器件的结构和工作原理的学习积极性，设计了这款可自己动手组装的包含小分子有机电致发光器件的教具，充分体现了寓教于乐的思想。目前还没有采用小分子有机电致发光器件作为教具的报道，如中国专利申请CN102054385A和CN102654950A公开的为太阳能光伏电池的教具，还未见包含有机电致发光器件的教具。

发明内容

本发明的目的是提供一种可动手组装的小分子有机电致发光教具，本发明提供的小分子有机电致发光教具简单、易组装且使用安全，可将其作为教具应用于课堂教学或者学生的课外兴趣学习中。

本发明所提供的一种可动手组装的小分子有机电致发光教具，包括控制电路、设于所述控制电路上的电源和有机电致发光板；

所述有机电致发光板由依次叠加的阴极、电子注入层、电子传输层、有机发光材料层、空穴传输层、空穴注入层和阳极组成；

所述阳极由透明导电材料制成，所述阴极由金属材料制成。

上述的小分子有机电致发光教具中，所述透明导电材料可为掺杂的氧化锡、掺杂的氧化铟或掺杂的氧化锌，如锡掺杂的氧化铟锡（ITO）；

所述金属材料为铝镁合金、碱金属氟化物或碱金属醋酸盐修饰的铝，上述材料均是以低功函数金属作为注入层，以具有较高功函数的稳定金属作为钝化层。

上述的小分子有机电致发光教具中，所述阳极中，所述透明导电材料设于透明基材上，如设于无机玻璃、有机玻璃或柔性的透明薄膜上。

上述的小分子有机电致发光教具中，所述有机发光材料层的厚度可为50nm～500μm。

上述的小分子有机电致发光教具中，所述电子传输层的材料可为荧光染料化合物；所述荧光染料化合物可为三（8-羟基喹啉）铝（Alq3）、联苯乙烯衍生物（DPVBi）、1,2,4-三氮唑衍生物（TAZ）、1,3-二[（对-叔丁基）苯基-1,3,4-噁二唑基]苯（OXD）、丁基联苯四唑（PBD）、5-溴-5-硝基-1,3-二恶烷（BND）或8-羟基喹啉-[2-（2-羟苯基）-5-苯基-1,3,4-噁二唑]合锌（Zn（ODZ）₂）；

所述联苯乙烯衍生物具体可为4,4’-双[2,2(2-萘基，苯基）]苯乙烯基）-1,1'-联苯（NPVBi)；

所述1,2,4-三氮唑衍生物具体可为1-异辛基-3,5-二溴-1,2,4-三氮唑聚合物或1-异辛基-3,5-二(5,5'-二溴-噻吩)-1,2,4-三氮唑；

所述电子注入层的材料可为LiF、MgP、MgF₂或Al₂O₃。

上述的小分子有机电致发光教具中，所述空穴传输层的材料可为芳香胺荧光化合物；所述芳香胺荧光化合物为N,N'-二苯基-N,N'-二间甲苯基联苯二胺（TPD）、N,N'-二苯基-N,N'-二(1-萘基)-1,1'-联苯-4,4'-二胺（NPB）、聚（9-乙烯咔唑）（PVK）、N,N'-双（3-甲基苯基）-N,N'-二苯基-9,9-螺二芴-2,7-二胺（Spiro-TPD）或N2,N7-二-1-萘基-N2,N7-二苯基-9,9'-螺二[9H-芴]-2,7-二胺（Spiro-NPB）；

所述空穴注入层的材料可为酞菁铜（CuPc）、酞菁钛（TiOPc）、4,4',4''-三（N-3-甲基苯基-N-苯基氨基）三苯胺（m-MTDATA）或4,4',4''-三[2-萘基苯基氨基]三苯基胺（2-TNATA）。

上述的小分子有机电致发光教具中，所述有机发光材料层的材料可为三（8-羟基喹啉）铝（Alq3）、联苯乙烯衍生物（DPVBi）、聚（9-乙烯咔唑）（PVK）或3-叔丁基-9,10-二（2-萘）蒽（TBADN）。

上述的小分子有机电致发光教具中，所述有机发光材料层的掺杂染料如下：

1）发绿光时的掺杂染料为C6(Kodak)、C510T(Kodak)、C545T(Kodak)、DMQA(Kodak)或Quinzcridone(Kodak)；

2）发红光时的掺杂染料为DCJT(Kodak)、DCJTB(Kodak)、DCM(Kodak)、Indigo或Pt-complex（UDC，磷光型染料）；

3）发蓝光时的掺杂染料为BCzVB（idemitsu）或4,4'-(二（9-乙基-3-乙烯咔唑）-1,1’-联苯（idemitsu）。

本发明的小分子有机电致发光教具主要由小分子有机电致发光面板（OLED面板）和控制电路组成，使用者可以通过说明书的指导，在短时间内将所提供的部件自行组装成有机电致发光教具。然后通过调整控制电路等来调节电致发光教具的显示性能。

附图说明

图1为本发明小分子有机电致发光教具的有机电致发光板的结构示意图；

图2为本发明小分子有机电致发光教具的结构示意图；

图3本发明实施例5中有机太阳能电池驱动的电致发光板发光的照片。

在图中，为清楚起见所示元件的尺寸同其实际尺寸并不成比例。

在所示的附图中，同样的附图标记代表相同的元件或者具有相同功能的元件。

图中各标记如下：1透明基材、2阳极、3空穴注入层、4空穴传输层、5有机发光材料层、6电子传输层、7电子注入层、8阴极、9有机电致发光板、10控制电路、11电源。

具体实施方式

下述实施例中所使用的实验方法如无特殊说明，均为常规方法。

下述实施例中所用的材料、试剂等，如无特殊说明，均可从商业途径得到。

下述实施例中提供的教具的组装过程及其使用方法，可用于课堂教学或者学生的课外兴趣学习中。

实施例1、发白光的有机电致发光的教具

如图1和图2所示，本实施例提供的可手动组装的小分子有机电致发光的教具包括控制电路10、设于控制电路10上的有机电致发光板9和设于控制电路10上的电源11。组装过程如下：首先将阳极2、空穴注入层3、空穴传输层4、有机发光材料层5、电子传输层6、电子注入层7和阴极8依次叠加在一起组装成有机电致发光板9，且阳极2由透明导电材料制成，阴极8由金属材料制成；组装后的有机电致发光板9（OLED板）的尺寸为10cm×10cm，其中有机发光材料层的厚度为50nm～50μm；阳极2设于透明基材1上。将OLED板接入一个简单的直流电路中，接通电路后，OLED板可发射白光。

本实施例提供的有机电致发光的教具中，透明基材选用有机玻璃，阳极材料选择锡掺杂的氧化铟锡（ITO），阴极材料选择铝镁合金。电子传输层的材料选用三(8-羟基喹啉)铝（Alq3），电子注入层的材料选用LiF，空穴注入层的材料选用酞菁铜（CuPc），空穴传输层的材料选用N,N'-二苯基-N,N'-二间甲苯基联苯二胺（TPD），有机发光层的材料选用三(8-羟基喹啉)铝（Alq3），并同时掺入C6（Kodak）、DCJT（Kodak）和Perylene（Kodak）。

将上述的OLED板接入到电路中，接通电路，OLED可发出明亮的白光。

进行1000次以上通断电实验测试，OLED发光板工作性能稳定，寿命较长。

实施例2、发绿光的有机电致发光的教具

按照图1和实施例1组装太阳能电池板，各部件组装后形成的OLED板的尺寸为10cm×10cm，有机发光材料层的厚度可为50nm～300μm。该实施例中，自下至上为透明基材1、阳极2、空穴注入层3、空穴传输层4、有机发光材料层5、电子传输层6、电子注入层7和阴极8。将OLED板接入一个简单的直流电路中，接通电路后，OLED板可发射绿光。

本实施例提供的有机电致发光的教具中，透明基材选用有机玻璃，阳极材料选择锡掺杂的氧化铟锡（ITO），阴极材料可选择铝镁合金。电子传输层的材料选用联苯乙烯衍生物（DPVBi），电子注入层的材料选用MgP，空穴注入层的材料选用4,4',4''-三（N-3-甲基苯基-N-苯基氨基）三苯胺（m-MTDATA），空穴传输层的材料选用N,N'-二苯基-N,N'-二(1-萘基)-1,1'-联苯-4,4'-二胺（NPB），有机发光层的材料选自联苯乙烯衍生物（DPVBi），有机发光层的绿色掺杂染料选用C6（Kodak）。

将OLED板接入到电路中，接通电路，OLED板可发出明亮的绿光。

进行1000次以上通断电实验测试，OLED发光板工作性能稳定，寿命较长。

实施例3、发红光的有机电致发光的教具

按照图1和实施例1组装太阳能电池板，各部件组装后形成的OLED板的尺寸为10cm×10cm，有机发光材料层的厚度可为50nm～100μm。该实施例中，自下至上为透明基材1、阳极2、空穴注入层3、空穴传输层4、有机发光材料层5、电子传输层6、电子注入层7和阴极8。将OLED板接入一个简单的直流电路中，接通电路后，OLED板可发射红光。

本实施例提供的有机电致发光的教具中，透明基材选用有机玻璃，阳极材料选择锡掺杂的氧化铟锡（ITO），阴极材料选择铝镁合金。电子传输层的材料选用1,2,4-三氮唑衍生物（TAZ），电子注入层的材料选用MgF₂，空穴注入层的材料选用4,4',4''-三[2-萘基苯基氨基]三苯基胺（2-TNATA），空穴传输层的材料选用聚（9-乙烯咔唑）（PVK）。有机发光层的材料选自聚（9-乙烯咔唑）（PVK），有机发光层的红色掺杂染料选用DCJT(Kodak)。

将OLED板接入到电路中，接通电路，OLED板可发出明亮的红光。

进行1000次以上通断电实验测试，OLED发光板工作性能稳定，寿命较长。

实施例4、发蓝光的有机电致发光的教具

按照图1和实施例1组装太阳能电池板，各部件组装后形成的OLED板的尺寸为8cm×8cm，有机发光材料层的厚度可为50nm～200μm。该实施例中，自下至上为透明基材1、阳极2、空穴注入层3、空穴传输层4、有机发光材料层5、电子传输层6、电子注入层7和阴极8。将OLED板接入一个简单的直流电路中，接通电路后，OLED板可发射蓝光。

本实施例提供的有机电致发光的教具中，透明基材选用有机玻璃，阳极材料选择锡掺杂的氧化铟锡（ITO），阴极材料选择铝镁合金。电子传输层的材料选用1,3-二[（对-叔丁基）苯基-1,3,4-噁二唑基]苯（OXD），电子注入层的材料选用Al₂O₃，空穴注入层的材料选用酞菁钛（TiOPc），空穴传输层的材料选用N,N'-双（3-甲基苯基）-N,N'-二苯基-9,9-螺二芴-2,7-二胺（Spiro-TPD）。有机发光层的材料选自3-叔丁基-9,10-二（2-萘）蒽（TBADN），有机发光层的蓝色掺杂染料选用Perylene(Kodak)。

将OLED板接入到电路中，接通电路，OLED板可发出明亮的蓝光。

进行1000次以上通断电实验测试，OLED发光板工作性能稳定，寿命较长。

实施例5、太阳能电池板驱动的有机电致发光的教具

按照图1和实施例1组装OLED板，尺寸为20cm×20cm，有机发光材料层的厚度可为50nm～100μm。将OLED板接入一个含有太阳能电池板电源的简单电路中，在光下接通电路后，OLED板可在太阳能电池板的驱动下发光，如图3所示。

进行1000次以上通断电实验测试，OLED发光板工作性能稳定，寿命较长。

Claims (8)

1.一种可动手组装的小分子有机电致发光教具，其特征在于：所述教具包括控制电路、设于所述控制电路上的电源和有机电致发光板；

所述有机电致发光板由依次叠加的阴极、电子注入层、电子传输层、有机发光材料层、空穴传输层、空穴注入层和阳极组成；

所述阳极由透明导电材料制成，所述阴极由金属材料制成。

2.根据权利要求1所述的小分子有机电致发光教具，其特征在于：所述透明导电材料为掺杂的氧化锡、掺杂的氧化铟或掺杂的氧化锌；

所述金属材料为铝镁合金、碱金属氟化物或碱金属醋酸盐修饰的铝。

3.根据权利要求1或2所述的小分子有机电致发光教具，其特征在于：所述阳极中，所述透明导电材料设于透明基材上；

所述透明基材为无机玻璃、有机玻璃或柔性的透明薄膜。

4.根据权利要求1-3中任一项所述的小分子有机电致发光教具，其特征在于：所述有机发光材料层的厚度为50nm～500μm。

5.根据权利要求1-4中任一项所述的小分子有机电致发光教具，其特征在于：所述电子传输层的材料为荧光染料化合物；所述荧光染料化合物为三（8-羟基喹啉）铝、联苯乙烯衍生物、1,2,4-三氮唑衍生物、1,3-二[（对-叔丁基）苯基-1,3,4-噁二唑基]苯、丁基联苯四唑、5-溴-5-硝基-1,3-二恶烷或8-羟基喹啉-[2-（2-羟苯基）-5-苯基-1,3,4-噁二唑]合锌；

所述电子注入层的材料为LIF、MgP、MgF2或Al2O3。

6.根据权利要求1-5中任一项所述的小分子有机电致发光教具，其特征在于：所述空穴传输层的材料为芳香胺荧光化合物；所述芳香胺荧光化合物为N,N'-二苯基-N,N'-二间甲苯基联苯二胺、N,N'-二苯基-N,N'-二(1-萘基)-1,1'-联苯-4,4'-二胺、聚（9-乙烯咔唑）、N,N'-双（3-甲基苯基）-N,N'-二苯基-9,9-螺二芴-2,7-二胺或N2,N7-二-1-萘基-N2,N7-二苯基-9,9'-螺二[9H-芴]-2,7-二胺；

所述空穴注入层的材料为酞菁铜、酞菁钛、4,4',4''-三（N-3-甲基苯基-N-苯基氨基）三苯胺或4,4',4''-三[2-萘基苯基氨基]三苯基胺。

7.根据权利要求1-6中任一项所述的小分子有机电致发光教具，其特征在于：所述有机发光材料层的材料为三（8-羟基喹啉）铝、联苯乙烯衍生物或聚（9-乙烯咔唑）、3-叔丁基-9,10-二（2-萘）蒽。

8.根据权利要求1-7中任一项所述的小分子有机电致发光教具，其特征在于：所述有机发光材料层的掺杂染料如下：

1）发绿光时的掺杂染料为C6、C510T、C545T、DMQA或Quinzcridone；

2）发红光时的掺杂染料为DCJT、DCJTB、DCM、Indigo或Pt-complex；

3）发蓝光时的掺杂染料为BCzVB或4,4'-(二（9-乙基-3-乙烯咔唑）-1,1’-联苯。

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