第四章 電致發(fā)光聚合物及其器件2.ppt

1、1、電致發(fā)光聚合物材料和器件，第四章，2，電致發(fā)光領(lǐng)域的研究簡史高分子電致發(fā)光材料高分子電致發(fā)光器件，發(fā)展概況，3，光致發(fā)光，光激發(fā)發(fā)光體引起的發(fā)光現(xiàn)象(photo luu 。 經(jīng)過吸收、能量傳遞、發(fā)光三個階段。 光的吸收和發(fā)射都發(fā)生在能級之間的轉(zhuǎn)變，經(jīng)過激發(fā)態(tài)、4、電致發(fā)光，能直接將電能轉(zhuǎn)化為光能的現(xiàn)象是電致發(fā)光(electroluminescence )。 以前被稱為“電致發(fā)光”。 5，1 .電致發(fā)光領(lǐng)域的研究簡史，6，無機LED和激光武器迅速發(fā)展，美國首架秘密試驗?；す鈸袈滹w機，一次擊落4架。 在2010年5月進(jìn)行的秘密試驗中，激光武器系統(tǒng)在戰(zhàn)艦雷達(dá)系統(tǒng)的指導(dǎo)下，距離戰(zhàn)艦約3.2公里，

2、以480公里的時速，7、美國雷神公司的激光武器系統(tǒng)使用6套商用激光設(shè)備，將其安裝在戰(zhàn)艦上，強大的高能量不僅可以擊退無人飛機，還可以擊退小型艦長、迫擊炮彈、火箭彈。 據(jù)估計，該激光武器系統(tǒng)將在2016年完全使用。 8、例如萘、蒽單晶1953、Bernanose等使用蒽單晶片，以400V的直流驅(qū)動Pope M、Kallmann H P， magnantep .“實現(xiàn)了電子化的383602042 helfrichw .”重建radiationinanthracencecrystals .”physrevlett，1965，1433 有機小分子在9、9、9,1982年，P.S.Vincet等人試圖通過

3、薄膜代替單晶降低電壓，改善成膜過程，提高元件的發(fā)光亮度，降低驅(qū)動電壓，實現(xiàn)30V直流驅(qū)動。 量子效率僅為0.05，穩(wěn)定性極差。 美國柯達(dá)公司C W Tang (鄧清云)使用8 -羥基喹啉醇鋁，發(fā)光電壓為10V、1.5lm/W、1000cd/m2.突破、10、聚殘奧苯基Burroughes J H、etaa玻璃、ITO、Al、PP Light-emitting diodes，12，1998年Forrest課題組用摻雜重金屬絡(luò)合物的方法得到電磷光，引起大幅度提高的這種電子的自旋反轉(zhuǎn)的遷移容易因重金屬離子存在的情況而引起，這在三線式中也可以發(fā)光(磷光) 2 .高分子電致發(fā)光材料，14是具有量子效率高

4、的熒光特性，自吸收小的材料的熒光光譜主要分布在400-700nm可見光區(qū)域內(nèi)的良好的半導(dǎo)體特性，即具有高導(dǎo)電率的良好的成膜特性，制膜容易，而且在膜上沒有針孔，確保加工的便利性發(fā)光材料必需的特征有15、全共軛型部分共軛型側(cè)吊型、發(fā)光聚合物的類型、16、聚芳香族聚乙烯及其衍生物：聚殘奧亞苯類(PPP )、全共軛型、17、聚噻吩類(PAF )聚芴(PF )、聚芳香族乙烯全共軛型，19，聚苯硫醚(PTV )聚萘二甲酸乙二醇酯(PNV )，全共軛型，20，Chromophore units，全共軛型(Functional) spacer，部分共軛型，24，側(cè)掛型，25，25 Chromophore un

5、its共軛聚合物具有優(yōu)異的密合性、機械強度和穩(wěn)定性，化學(xué)修飾容易實現(xiàn)發(fā)光波長和強度的變化，實現(xiàn)多色和全色顯示的設(shè)備制造工藝簡單，成本低、大面積顯示容易，基板可撓曲。 有機高分子發(fā)光材料的優(yōu)點，27，theeffectsofsubstitutionofppvontheireg，IP and EA (eV )，IP，EA與HOMO，LUMO的關(guān)系，28， chemicalstructuresandemissivecolorsofsometypicalconjugatedpolymers，29，chemicalstructuresandemissivecolorsofsometypicalconju

6、gatedpolymers，29 chemicalstructuresandemissivecolorsofsometypicalconjugatedpolymers，31迄今為止，聚合物的發(fā)光顏色復(fù)蓋了可見光的所有波段。 有機高分子材料的任意裁斷修飾為材料化學(xué)家們提供了廣闊的舞臺。 因此，新的更優(yōu)秀的發(fā)光材料的修訂和合成仍具有很大的挑戰(zhàn)性。 32，3 .高分子電致發(fā)光元件，33，其最大應(yīng)用前景為高密度顯示器或電視筆記本電腦、手機、BP機等便攜式顯示器，可廣泛應(yīng)用于液晶顯示器的大面積背景光源、大面積指示燈、生日卡、問候卡聚合物電致發(fā)光二極管(LED )的應(yīng)用、34、顯示器加工容易、輕薄、廉價、

7、點燈電壓低(通常小于10V )的響應(yīng)速度是液晶的100倍、視角寬到180o (液晶面板只有45o )，實現(xiàn)全色顯示、聚合物電致發(fā)光二極管(LED )的優(yōu)點、35、單層器件結(jié)構(gòu)(三明治板式、三明治式)、ITO導(dǎo)電玻璃：在透明玻璃上鍍復(fù)高導(dǎo)電率的氧化銦和氧化錫的混合物。 玻璃是透明的，并且一面是導(dǎo)電的，36，電子空穴復(fù)合發(fā)光模型，電致發(fā)光機理，37，Ee，電子和空穴的注入位置能量圖，因為光熒光是電子和空穴結(jié)合發(fā)光過程，所以施加電場使電子和空穴分別與聚合物的反耦合和38、電子和空穴的注入平衡，即陰極材料和發(fā)光化合物的價帶和傳導(dǎo)帶必須一致：陰極使用低功函數(shù)的金屬，例如Ca、Al等陽極使用透明和氧化物等

8、高功函數(shù)的材料，一般使用ITO導(dǎo)電性玻璃。裝置需求39、電荷平衡(exc ) 0.5三端狀態(tài)(75 % ) (lum ) 0.25國際(opt )多層裝置引入使用三線式的量化阱技術(shù)，并在該裝置中反射光子、提高器件性能的途徑41、2層器件、42、3層器件、43、在發(fā)光層和陰極之間添加電負(fù)性高的有機材料，增加電子注入，在阻斷空穴向金屬電極移動的發(fā)光層和陽極之間添加低電離電位的材料，增加空穴注入的同時可以調(diào)整器件內(nèi)的電場分布以有利于注入少數(shù)載氣，從而提高器件的發(fā)光量子效率。多層器件的作用，44，電子傳輸材料，一般作為發(fā)光材料的有機高分子由于電子親和力小，以空穴為主載體具有高電子遷移率，容易傳輸電子的

9、電子親和力大，與發(fā)光層形成準(zhǔn)分子復(fù)合體的成膜性和穩(wěn)定性好，不易結(jié)晶，45，大分子和小分子兩種，46， 空穴傳輸材料均含有孤立電子的氮原子，有利于形成正離子自由基作為有機半導(dǎo)體中的空穴。 同時，所有孤對電子都可以與電子交換，提高孤對電子的分離性，這有利于空穴從一個分子向另一個分子的跳躍。 47、通常為芳香族二胺類、三芳香族胺類、咔唑類、吡唑啉類等富電子化合物及其衍生物。 48、產(chǎn)品介紹49、2007年6月7日鳳凰情報局報道，索尼公布了超薄、可彎曲的顯示屏。 厚度只有0.3mm，像紙一樣薄。 滾轉(zhuǎn)(Roll-to-Roll )法是聚合物材料的優(yōu)良加工成膜性能、噴墨印刷、絲網(wǎng)印刷、制造工序簡單、大面

10、積的柔性設(shè)備成本低廉、節(jié)能環(huán)保，溶液旋涂法，50，OLED顯示器，51，OLED 該器件的發(fā)光顏色穩(wěn)定性至少可與氙弧燈或無機發(fā)光二極管相匹敵。 用磷光材料制作的新型雙面白色有機發(fā)光二極管，低亮度值和高亮度值，雙面具有相同的發(fā)光顏色。 他們主張這個二極管在寬的亮度范圍內(nèi)改善了WOLED的發(fā)光顏色的穩(wěn)定性。 研究小組發(fā)現(xiàn)，他們在100cd/m2和10，000 CD/m 2的亮度下觀察器件發(fā)光顏色的穩(wěn)定性，發(fā)現(xiàn)器件的發(fā)光指數(shù)和光譜性狀沒有任何變化。 54、迄今為止最亮的OLED/PLED，2007年3月7日，Osram歐司朗光電半導(dǎo)體公司開發(fā)出光功率超過1000流明的發(fā)光二極管，亮度超過50W的鹵素

11、燈，壽命達(dá)到5000小時以上，首次提高了OLED的兩個重要特性的同步并且，在過去，光的效果和壽命一直是這個折衷：光的效果提高，壽命就會縮短，反之亦然。 比以往的60瓦燈泡產(chǎn)生大約40多的光，同時能源消耗水平也比后者低70以上，在55、Osram歐司朗2009年的修訂畫中，由多個發(fā)光面板構(gòu)成的節(jié)能型OLED平面光模塊(示范版)實現(xiàn)了最大500流明的總光束56、普通的60瓦白熾燈產(chǎn)生730流明的光，50瓦鹵素?zé)舢a(chǎn)生900流明的光，Ostar Lighting發(fā)光二極管以13瓦的功率產(chǎn)生超過1000流明的光(工作面積6平方毫米)。 另外，其壽命也達(dá)到了鹵化燈的10倍和通常的白熾燈的50倍。 在57，

12、863規(guī)劃新材料領(lǐng)域“半導(dǎo)體照明工程”重大項目的支持下，中國科學(xué)院長春應(yīng)用化學(xué)研究所馬東閣研究員率領(lǐng)的研究組負(fù)責(zé)的“照明用有機電致發(fā)光材料和器件研究”課題在白光OLEDs中取得了新進(jìn)展，全熒光型、熒光/目前開發(fā)了磷光混合型和全磷光型白光OLEDs，白光OLEDs的發(fā)光效率已經(jīng)接近40 lm/W，最大亮度、最大效率和壽命值指標(biāo)都是目前國內(nèi)最好的結(jié)果，也是國際上最好的結(jié)果。 課題組的下一步將繼續(xù)優(yōu)化設(shè)備結(jié)構(gòu)，在效率和穩(wěn)定性方面取得更大的突破。58、examplesofsomerecentcommercialproductswithlight-emitting materials.theuseofp

13、hosphorescentemittersmayincreasetheefficiennes 第一大屏幕(40英寸，100厘米) full-coloroleddisplayprototypefromepson.ink-jetprocessfordepositingorganiclayersonlarge-size thin-filmtransson nologyfromph 59、韓國三星電子在IMID 2006大展上向世界展示了2.4英寸QVGA分辨率的OLED手機屏幕產(chǎn)品。 該OLED屏幕的顏色數(shù)量為1600萬，亮度為200 cd/m2，對比度高達(dá)100001。 同時，該屏幕的功耗僅為245mW，可達(dá)到31000小時的理論壽命。 在SID2006中，三星電子報告了14.1英寸的wxga am-OLED顯示屏，證明了能夠使用有源驅(qū)動技術(shù)進(jìn)行大面積顯示。 60 .軟屏顯示器的發(fā)展的第一要素是尋找適合于FOLED要求的封裝方法，因為OLED對水和氧非常敏感。 Vitex公司利用聚合物無機材料交替復(fù)合薄膜，具有隔絕水、氧的效果，其開發(fā)的柔性板基板產(chǎn)品具有與玻璃相當(dāng)?shù)母艚^水、氧的能力。 2003年，UDC公司利用該基板和封裝技術(shù)，在600 cd/m2的初始亮度下，先行制