CN103531062A - 可动手组装的高分子有机电致发光教具 - Google Patents

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孟鸿
苑晓
张小涛
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Abstract

本发明公开了一种可动手组装的高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、有机发光材料层、空穴注入传输层和阳极组成；所述阳极由透明导电材料制成，所述阴极由金属材料制成；所述有机发光材料层的材料选自具有隔离发色基团结构的主链聚合物、侧链悬挂型发光聚合物和在主链引入电子传输结构或空穴传输结构的多功能聚合物电致发光材料。本发明的高分子有机电致发光教具主要由高分子有机电致发光面板（PLED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

可动手组装的高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高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高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。目前还没有采用高分子有机电致发光器件作为教具的报道，如中国专利申请CN 102054385 A和CN 102654950 A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高分子有机电致发光教具，本发明提供的高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高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、有机发光材料层、空穴注入传输层和阳极组成；
所述阳极由透明导电材料制成，所述阴极由金属材料制成；
所述有机发光材料层的材料选自具有隔离发色基团结构的主链聚合物、侧链悬挂型发光聚合物和在主链引入电子传输结构或空穴传输结构的多功能聚合物电致发光材料。
上述的高分子有机电致发光教具中，所述具有隔离发色基团结构的主链聚合物可为聚芳撑乙炔及其衍生物、聚芳撑及其衍生物、聚碳酸酯或聚醚；
所述聚芳撑乙炔及其衍生物具体可为聚对苯撑乙炔（PPV）及其衍生物、聚噻吩乙炔（PTV）、聚萘乙炔（PNV）或聚吡啶乙炔（PPYV）及其衍生物类；
所述聚芳撑及其衍生物具体可为聚对苯撑（PPP）及其衍生物、聚烷基芴及其衍生物、聚噻吩（PAT）、聚吡咯（PAP）、聚呋喃（PAF）或聚吡啶（PPY）及其衍生物等；
所述PPV衍生物具体可为聚[2-甲氧基-5-（2’-乙基）-己氧基-1,4-苯乙炔]（MEH-PPV）、聚[2，5-己氧基-对苯基-氰基乙烯]（CN-PPV）或聚[2-苯基-1，4苯乙炔]（PPPV）等；
所述侧链悬挂型发光聚合物可为聚乙烯等非共轭的柔性聚合物侧链悬挂发色团的聚乙烯咔唑等。
本发明所选用的上述有机发光材料层的材料具备在可见光区较高的荧光量子效率、具有良好的半导体性质、能够有效地传道电子或空穴、具有良好的成膜性能、具有良好的稳定性和机械加工性能。
上述的高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。
上述的高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、掺杂的氧化铟和掺杂的氧化锌中至少一种，如锡掺杂的氧化铟锡（ITO）；
所述金属材料可为铝镁合金、碱金属氟化物或碱金属醋酸盐修饰的铝。
上述的高分子有机电致发光教具中，所述透明导电材料设于透明基材上；
所述透明基材可为无机玻璃、有机玻璃或柔性的透明薄膜。
上述的高分子有机电致发光教具中，所述空穴注入传输层的材料选自聚苯胺、聚乙撑二氧噻吩和聚苯乙烯磺酸钠中至少一种。
上述的高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）。
本发明的高分子有机电致发光教具主要由高分子有机电致发光面板（PLED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为本发明高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为本发明高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空穴注入传输层、4有机发光材料层、5阴极、6有机电致发光板、7控制电路、8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高分子有机电致发光的教具包括控制电路7、设于控制电路7上的有机电致发光板6和设于控制电路7上的电源8。组装过程如下：首先将阳极2、空穴注入传输层3、有机发光材料层4和阴极5依次叠加在一起组装成有机电致发光板6，且阳极2由透明导电材料制成，阴极5由金属材料制成；组装后的有机电致发光板6（PLED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PLED板接入一个简单的直流电路中，接通电路后，PLED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。空穴注入传输层的材料选用聚苯胺，有机发光材料层的材料选用聚对苯撑乙炔，并同时掺入C6（Kodak）、DCJT（Kodak）和Perylene（Kodak）。
将上述的PLED板接入到电路中，接通电路，PLED可发出明亮的白光。
进行1000次以上通断电实验测试，PLED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中的方法组装太阳能电池板，各部件组装后形成的PLED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、空穴注入传输层3、有机发光材料层4和阴极5。将PLED板接入一个简单的直流电路中，接通电路后，PLED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。电子注入传输层的材料选用聚乙撑二氧噻吩，有机发光材料层的材料选聚[2,5-己氧基-对苯基-氰基乙烯]（CN-PPV），有机发光层的绿色掺杂染料选用C6（Kodak）。
将PLED板接入到电路中，接通电路，PLED板可发出明亮的绿光。
进行1000次以上通断电实验测试，PLED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中的方法组装太阳能电池板，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、空穴注入传输层3、有机发光材料层4和阴极5。将PLED板接入一个简单的直流电路中，接通电路后，PLED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。电子注入传输层的材料选用聚苯乙烯磺酸钠，有机发光材料层的材料选自聚噻吩，有机发光层的红色掺杂染料选用DCJT(Kodak)。
将PLED板接入到电路中，接通电路，PLED板可发出明亮的红光。
进行1000次以上通断电实验测试，PLED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中的方法组装太阳能电池板，各部件组装后形成的PLED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、空穴注入传输层3、有机发光层4和阴极5。将PLED板接入一个简单的直流电路中，接通电路后，PLED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。空穴注入传输层的材料选用聚苯胺，有机发光材料层的材料选自聚苯并喹喔啉，有机发光层的蓝色掺杂染料选用Perylene(Kodak)。
将PLED板接入到电路中，接通电路，PLED板可发出明亮的蓝光。
进行1000次以上通断电实验测试，PLED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中的方法组装PLED板，尺寸为20cm×20cm，有机发光材料层的厚度可为50nm～100μm。将PLED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，PLED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，PLED发光板工作性能稳定，寿命较长。

Claims (7)

1.一种可动手组装的高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、有机发光材料层、空穴注入传输层和阳极组成；
所述阳极由透明导电材料制成，所述阴极由金属材料制成；
所述有机发光材料层的材料选自具有隔离发色基团结构的主链聚合物、侧链悬挂型发光聚合物和在主链引入电子传输结构或空穴传输结构的多功能聚合物电致发光材料。
2.根据权利要求1所述的高分子有机电致发光教具，其特征在于：
所述具有隔离发色基团结构的主链聚合物为聚芳撑乙炔及其衍生物、聚芳撑及其衍生物、聚碳酸酯或聚醚；
所述侧链悬挂型发光聚合物为聚乙烯咔唑。
3.根据权利要求1或2所述的高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。
4.根据权利要求1-3所述的高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、掺杂的氧化铟和掺杂的氧化锌中至少一种；
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。
5.根据权利要求1-4中任一项所述的高分子有机电致发光教具，其特征在于：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。
6.根据权利要求1-5中任一项所述的高分子有机电致发光教具，其特征在于：所述空穴注入传输层的材料选自聚苯胺、聚乙撑二氧噻吩和聚苯乙烯磺酸钠中至少一种。
7.根据权利要求1-6中任一项所述的高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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