有机高分子电致发光材料及器件PPT课件

,有机高分子电致发光材料及器件,1,.,目录,2,.,电致发光:(electroluminescent，EL)：又称电场发光，是通过加在两电极的电压产生电场，被电场激发的电子碰击发光中心，而引致电子在能级间的跃迁、变化、复合导致发光的一种物理现象。,分子内光物理过程的Jablonski示意图,其中表S0示基态，基态是单线态,S1表示第一激发单线态；S2表示第二激发单线态；T1表示最低三线态。与光物理过程关系密切的是S0，S1和T1这个3能态。当一个分子在S0态受到光的辐射而被激发到激发态S1S2或更高能级,由于激发态是不稳定的,很容易以某种方式将吸收的能量释放出来。,3,.,载流子的注入：在外加电场的条件下,电子和空穴分别从阴极和阳极向有机功能薄膜层注入载流子的迁移：注入的电子和空穴分别从电子传输层和空穴传输层向发光层迁移载流子的复合：电子和空穴在发光层复合产生激子激子的迁移：激子在电场作用下迁移,将能量传递给发光分子,并激发电子从基态跃迁到激发态电致发光：激发态分子通过辐射失活,产生光子,释放出能量。我们就可以观察到电致发光现象,发射光的颜色是由激发态到基态的能级差所决定的,4,.,有机电致变色材料,无机电致变色材料,5,.,6,.,电致发光器件：一般采用夹层式三明治结构,即将有机层夹在两电极之间,是由上下两个电极和夹在其中的具有半导体性质的有机薄膜层构成。合理的器件结构对提高发光器件的亮度,效率和稳定性等方面起着至关重要的作用。,7,.,有机电致发光器件的结构示意图,8,.,9,.,10,.,高量子效率的荧光磷光特性,发光范围在400-700nm的可见光区域内,良好的成膜性,在几十个纳米厚的薄层中不产生针孔,良好的半导体特性,即较高的导电率,良好的热稳定性、光稳定性和化学稳定性,有机电致发光材料必须满足的要求,11,.,具有化学修饰性强，选择范围广，易于提纯，有机染料荧光量子效率高，可以产生红、绿、蓝、黄等各种颜色的发射峰优点。但小分子普遍的结晶现象降低了有机薄膜电致发光器件的寿命。同时，有机小分子在有机电致发光材料的成膜方式主要靠真空蒸镀。.,具有绕曲性，易加工成型，不易结晶，玻璃化温度较高，热稳定性较好，同时链状共轭有机高分子是一维结构，其能带系数值与可见光能量相当。共轭链上电子与空穴的注入能形成自定域的激发态，可以有效地发生辐射衰变而电致发光。代表类材料有：聚苯撑乙烯类(PPVs)、聚芴类(PF)、聚噻吩类(PT)、聚对苯类(PPP)、聚乙炔类(PA)等,有机电致光材料,12,.,VS,Polymer,Macro-molecule,作为新型有机电致发光材料，高分子发光材料工作时不会有晶体析出,来源广泛,可根据其用途的不同进行分子设计.材料的电子结构、发光颜色可以通过化学修饰的方法进行调整.高分子电致发光材料具有良好的机械加工性能,成膜性和稳定性好,可以制作成可折叠卷曲的柔性器件,器件的启动电压较低、亮度与发光效率普遍较高;,这些优点使高分子材料成为具有良好商业前景的电致发光材料,13,.,有机高分子电致发光材料,1,2,3,主链共轭高分子,非主链共轭高分子材料的共轭度较短，电子云不是在整个聚合物分子的主链上移动，而是局限于侧链的挂接发光片段内。如：聚(N乙烯基咔唑)，聚烷基硅烷，聚芴类高分子材料,掺杂有机高分子电致发光材料,共轭聚合物中存在由碳原子等的PZ轨道相互重排形成的大键，具有与半导体相似的能带结构，可以用作有机发光器件的发光材料或空穴(电子)传输层。它包括聚对苯乙炔(PPV)聚咔唑、聚蒽、聚苯撑(PPP)聚烷基芴(PF)及其衍生物等,非主链共轭有机高分子电致发光材料,掺杂是改变发光颜色，提高发光效率和寿命的一个重要手段，由于其制作简便，目前得到了广泛的应用。掺杂需要有两种材料，即掺杂主体基质和客体功能材料。,14,.,PLED材料的性能参数,15,.,Angew.Chem.Int.Ed.2014,53,10481052,16,.,J.AM.CHEM.SOC.9VOL.131,NO.40,2009,17,.,Polym.Chem.,2015,6,11801191,18,.,OrganicElectronics15(2014)15981606,19,.,M