第七章 电致发光高分子材料-后来
电致发光材料
电致发光材料电致发光材料，又称为电致冷光材料，指的是能够通过电场或电流激发而发出可见光的材料。
电致发光材料在现代电子技术和光电子技术中具有广泛的应用，例如LED、液晶显示器等。
最常见的电致发光材料是LED（Light Emitting Diode），也就是电致发光二极管。
LED是一种具有电致发光特性的二极管，通过施加正向电压，使得电子和空穴重新组合并释放能量，产生可见光。
LED具有体积小、节能、寿命长等优点，广泛应用于室内外照明、屏幕显示、汽车照明等领域。
另外一种常见的电致发光材料是有机电致发光材料（OLED）。
有机电致发光材料是一种由有机化合物构成的薄膜材料，通过电压激发有机分子的激发态，从而发出光线。
OLED具有发光均匀、色彩鲜艳、可弯曲等特点，因此被广泛应用于手机屏幕、电视屏幕、车载显示器等领域。
除了LED和OLED，还有一些其他的电致发光材料，如电致发光多晶硅材料、电致发光蓝宝石材料等。
这些电致发光材料都具有突出的发光特性，可以通过激励能源（如电场或电流）来产生发光效果。
电致发光材料的运作原理可以简单地描述为电子和空穴在材料中重新组合并释放能量，产生光线。
具体来说，当材料中施加电压时，电子会从高能级跃迁到低能级，而空穴则从低能级跃迁到高能级。
当电子和空穴重新组合时，释放出能量，这些能量以光的形式辐射出来。
电致发光材料的应用广泛，不仅可以用于照明和显示领域，还可以用于传感、通信、医疗等领域。
电致发光材料具有发光效率高、寿命长、响应速度快等优点，因此在现代科技中扮演着重要的角色。
总之，电致发光材料是一类能够通过电场或电流激发而发光的材料，其中LED和OLED是最常见的电致发光材料。
电致发光材料具有广泛的应用前景，推动了现代电子技术和光电子技术的发展。
功能高分子复习资料
功能高分子—上篇—李晓东篇第一章功能高分子材料总论I 功能高分子材料概述★什么是功能高分子材料？高分子主链上或支链上加上一种或几种具有某些特殊性质的基团，使它能在光、电、磁、阻燃和耐高温等性能方面有特殊的性质，对物质的能量和信息具有传输、转化或贮存的作用。
★功能高分子材料如何分类？①按照性质和功能分为：反应型高分子、光敏高分子、电活性高分子、膜型高分子功能、吸附性高分子、高性能工程材料、高分子智能材料；②按照用途分为：医用高分子、分离用高分子、高分子化学反应试剂、高分子染料。
II功能高分子材料的结构与性能的关系★功能高分子的结构层次如何划分？元素组成、官能团结构、链段结构、微观构象结构、超分子结构和聚集态、宏观结构。
（由微观到宏观）★功能高分子材料的构效关系指什么？结构的变化产生性能变化之间的关系★官能团的性质与聚合物功能之间有什么关系？I.功能高分子的性质主要取决于所含的官能团；II.功能高分子的性质取决于聚合物骨架与官能团的协同作用；III.官能团与聚合物不可区分；IV.官能团在功能高分子中起辅助作用。
（骨架作用越来越大）★聚合物骨架有何作用？I.溶解度下降效应；II.机械支撑作用；III.模板效应；IV.稳定作用；V.其他作用。
★简述聚合物骨架的种类和形态。
主要有线性聚合物、分支聚合物、交联聚合物：I.以聚乙烯、聚苯乙烯、聚苯醚等为代表的饱和碳链型聚合物；II.以聚酯、聚酰胺骨架为代表的聚合物；III.以多糖和肽链为代表的大分子；IV.以聚吡咯、聚乙炔、聚苯等为主链带有线性共轭结构的聚合物；V.以聚芳香内酰胺为主链的梯形聚合物。
★简述高分子材料与功能相关的性质。
①聚合物的溶胀和溶解性质(溶剂分为两性溶剂、溶胀剂和非溶剂。
其交联度和溶胀度成反比主要是因为交联度越大，网隙率越小，溶剂越难渗入)②聚合物的多孔性；③聚合物的渗透性；④功能高分子的稳定性（机械稳定性和化学稳定性）。
III功能高分子材料的制备策略★简述功能高分子材料的制备的常用方法。
有机电致发光发展历程及TADF材料的发展进展
有机电致发光发展历程及TADF材料的发展进展1.1引言有机光电材料（Organic Optoelectronic Materials），是具有光子和电子的产生、转换和传输等特性的有机材料。
目前，有机光电材料可控的光电性能已应用于有机发光二极管（Organic Light-Emitting Diode，OLED）[1,2,3]，有机太阳能电池（Organic Photovoltage，OPV）[4,5,6]，有机场效应晶体管（Organic Field Effect Transistor，OFET）[7,8,9]，生物/化学/光传感器[10,11,12]，储存器[13,14,15]，甚至是有机激光器[16,17]。
和传统的无机导体和半导体不同，有机小分子和聚合物可以由不同的有机和高分子化学方法合成，从而可制备出大量多样的有机半导体材料，这对于提高有机电子器件的性能有十分重要的意义。
其中，有机电致发光近十几年来受到了人们极大的关注。
有机电致发光主要有两个应用：一是信息显示，二是固体照明。
在信息显示方面，目前市面上主流的显示产品是液晶显示器（Liquid Crystal Display，LCD），它基本在这个世纪初取代了阴极射线管显示，被广泛应用于各种信息显示，如电脑屏幕，电视，手机，以及数码照相机等。
但是，液晶显示器也有其特有的缺点，比如响应速度慢，需要背光源，能耗高，视角小，工作温度范围窄等。
所以人们也迫切需要寻求一种新的显示技术来改变这种局面。
有机发光二级管显示器（OLED）被认为极有可能成为下一代显示器。
因为其是主动发光，相对于液晶显示器有着能耗低，响应速度快，可视角广，器件结构可以做的更薄，低温特性出众，甚至可以做成柔性显示屏等优势。
但是，有机发光显示技术目前还有许多瓶颈需要解决，尤其是在蓝光显示上，还需要面对蓝光显示的色度不纯，效率不高，材料寿命短的挑战。
目前，有机发光二极管显示的发展显示出研究，开发和产业化起头并进的局面。
电致发光及原理
电致发光及原理电致发光ElectroluminescenceEL是物质在一定的电场作用下被相应的电能所激发而产生的发光现象。
电致发光EL是一种直接将电能转化为光能的现象。
早在20世纪初虞瑟福就发现了SiC晶体在电场作用下的发光。
电致发光作为一种平面光源引起了人们的极大爱好。
人们企图实现照明光源从点光源、线光源到面光源的革命。
自从无机发光板硫化锌和磷砷化镓化合物发明以来电致发光已被广泛应用在很多领域取得了令人瞩目的成就。
尽管粉末电致发光现象早在1937年就被发现但直到50年代将硫化锌和有机介质涂敷在透明导电玻璃上再做上第二电极加上交流电压才实现稳定的电致发光。
人们逐渐把目光投向了性能更为优良的新一代平板显示器件工艺更简单的新型有机电致发光器件OLED。
1.电致发光材料从发光材料角度可将电致发光分为无机电致发光和有机电致发光。
无机电致发光材料一般为等半导体材料。
有机电致发光材料依占有机发光材料的分子量的不同可以区分为小分子和高分子两大类。
小分子OLED材料以有机染料或颜料为发光材料高分子OLED材料以共轭或者非共轭高分子聚合物为发光材料典型的高分子发光材料为PPV及其衍生物。
有机电致发光材料依据在OLED器件中的功能及器件结构的不同又可以区分为空穴注进层HIL、空穴传输层HTL、发光层EML、电子传输层ETL、电子注进层EIL等材料。
其中有些发光材料本身具有空穴传输层或者电子传输层的功能这样的发光材料也通常被称为主发光体发光材料层中少量掺杂的有机荧光或者磷光染料可以接受来自主发光体的能量转移和经过载流子捕捉carriertrap的机制而发出不同颜色的光这样的掺杂发光材料通常也称为客发光体或者掺杂发光体英文用Dopant表示。
从发光原理角度电致发光可以分为高场电致发光和低场电致发光。
2.电致发光的原理和器件结构从发光原理电致发光可以分为高场电致发光和低场电致发光。
高场电致发光是一种体内发光效应。
发光材料是一种半导体化合物掺杂适当的杂质引进发光中心或形成某种介电状态。
高分子发光材料
高分子发光材料有机发光材料与无机发光材料相比，以其易合成、易加工、成本低、质轻、发光颜色全等特点越来越受到关注。
近几年以有机发光材料制备的发光器件已临近应用阶段，成为当前流行的液晶显示器件的强力竞争对手。
目前研究比较活跃的有聚噻吩、聚苯胺、聚吡咯、聚芴【7】等。
2.1高分子光致发光材料2．1.1简介高分子光致发光材料是将荧光物质(芳香稠环、电荷转移络合物或金属)引入高分子骨架的功能高分子材料。
高分子光致发材料均为含有共轭结构的高聚物材料。
2．1.2发光机理高分子在受到可见光、紫外光、X一射线等照射后吸收光能，高分子电子壳层内的电子向较高能级跃迁或电子基体完全脱离，形成空穴和电子．空穴可能沿高分子移动，并被束缚在各个发光中心上，辐射是由于电子返回较低能量级或电子和空穴在结合所致。
高分子把吸收的大部分能量以辐射的形式耗散，从而可以产生发光现象[8]。
2．1.3分类按照引入荧光物质而分为三类2．1.3．1高分子骨架上连接了芳香稠环结构的荧光材料，应稠环芳烃具有较大的共轭体系和平面刚性结构，从而具有较高的荧光量子效率。
其中广泛应用的是芘的衍生物，如图1。
图1 芘的衍生物2．1.3．2共轭结构的分子内电荷转移化合物有以下几类2.1.3.2．1两个苯环之间以一C=C一相连的共轭结构的衍生物[9]如图2。
吸收光能激发至激发态时，分子内原有的电荷密度分布发生了变化。
这类化合物是荧光增白剂中用量最大的荧光材料，常被用于太阳能收集和染料着色。
图2 共轭结构的衍生物2 .1.3.2 .2香豆素衍生物[10-12]如图3。
在香豆素母体上引入胺基类取代基可调节荧光的颜色，它们可发射出蓝绿岛红色的荧光，已用作有机电致发光材料。
但是，香豆索类衍生物往往只在溶液中有高的量子效率，而在固态容易发生荧光猝灭，故常以混合掺杂形式使用。
图3 香豆素衍生物2．1.3．3高分子金属配合物发光材料，许多配体分子在自由状态下并不发光，但与金属离子形成配合物后却能转变成强的发光物质。
功能高分子材料复习题
1.功能高分子概述功能高分子材料是指那些具有独特物理特性（如光，电，磁灯）或化学特性（如反应，催化等）或生物特性（治疗，相容，生物降解等）的新型高分子材料主要研究目标和内容：新的制备方法研究，物理化学性能表征，结构与性能的关系研究，应用开发研究。
2.构效关系分析官能团的性质与聚合物功能之间的关系，功能高分子中聚合物骨架的作用，聚合物骨架的种类和形态的影响。
3.什么叫反应型高分子？应用特点？反应型功能高分子材料是指具有化学活性，并且应用在化学反应过程中的功能高分子材料，包括高分子试剂和高分子催化剂。
应用特点：具有不溶性，多孔性，高选择性和化学稳定性，大大改进了化学反应的工艺过程，且可回收再用。
4.常用的氧化还原试剂，卤代试剂，酰基化试剂分别有哪些？常用的氧化还原试剂：醌型，硫醇型，吡啶型二茂铁型，多核芳香杂环型。
卤代试剂：二卤化磷型，N-卤代酰亚胺型，三价碘型。
酰基化试剂（分别使氨基，羧基和羟基生成酰胺，酸酐和酯类化合物）：高分子活性酯和高分子酸酐。
5.高分子酸碱催化剂的制备及应用阳离子交换树脂：苯乙烯与少量二乙烯基苯共聚，可得到交联聚苯乙烯，将交联聚苯乙烯制成微孔状小球，再在苯环上引入磺酸基、羧基、氨基等，可得到各种阳离子交换树脂。
CH=CH 22CH=CH 2+CH-CH 2-CH-CH 2 CH-CH 2 CH-CH 2nCH-CH 2 CH-CH 2 CH-CH 2CH-CH 2 CH-CH 2 CH-CH 2交联苯乙烯P P SO 3H + H 2SO 4(发烟)+ H 2O交联苯乙烯强酸性阳离子交换树脂水处理剂、酸性催化剂阳离子交换树脂还能代替硫酸作催化剂，产率高，污染少，便于分离阴离子交换树脂：在交联苯乙烯分子中的苯环上引入季铵碱基，则得到阴离子交换树脂水处理剂?P P CH 2Cl 交联苯乙烯强碱性阴离子交换树脂HCHO，HCl 2P CH 2N +(CH 3)3Cl -P CH 2N +(CH 3)3OH -33NaOH阴离子交换树脂还能作为碱催化剂离子交换树脂的用途：水处理——重水软化，污水去重金属离子，海水脱盐，无离子水的制备作为酸碱催化剂的用途：酯化反应，醇醛缩合反应，环氧化反应，水解反应，重排反应6.导电的基本概念材料的导电性能通常是指材料在电场作用下传导载流子的能力，导电能力的评价采用电导（用西门S 表示）或者阻抗（在纯电阻情况下用欧姆R 表示）为物理量纲进行表述。
功能高分子化学课件电致发光材料及器件
这种薄膜式ACEL器件具有非 常好的亮度、稳定性、视角和效 率，因此发展很快。
03.04.2021
典型的三层式的ACEL器件截面图8
发光亮度B和施加的电压V之间的关系为：
其中B0、C为由发光条件、元件结构和磷光材料决定的常数。
对发光器件中的主要成分磷光体的要求是：
亮度高、效率高、颜色纯及其寿命长。
满足这些条件的有II—VI族化合物(ZnS、ZnSe、CaS和SrS)和某些三元硫化 物(CaGa2S4和SrGa2S4)的掺杂半导体。 对于全色显示，除了绿色和红色外，还要求难以得到的发射蓝光的磷光体， 如ZnS：Tm和SrS：Ce。它们大都是在约1000℃高温下用熔融法制备的。 下表列出了一些典型例子。表中L40指阈值电压40V时的发光性能。
进一步考虑LS耦合后还可以得到按光谱支项2S+1LJ表示的更细微的能级分 裂。其能级高低的规律是：当L、S都相同时，对于小于半充满f的电子组态， J值越小的电子组态越稳定；对于大于半充满的电子组态，则J值越大的越 稳定。前图中用光谱支项2S+1LJ(因能级太密，在图中用(2S十1)LJ表示)所标 识的各个Re3+多重态能级图，反映了这些规律，其中谱项的宽度大致表示 不同能级在晶体场中的分裂程度。
03.04.2021
15
三价稀土化合物的4fn组态中共有1639个能级。能级之间的可能跃迁数高达 199177个。电子跃迁时遵守电偶极跃迁选择定则：△L＝土1、 △S＝0和 |△|＜2L(f组态为L＝3)。因此f→f跃迁(△J＝0)应是字称守恒所禁阻的。但实 际上，由于晶格振动、对称性降低、磁偶极跃迁和f→d跃迁的出现等原因， 还是可以观察到f→f跃迁。因此，稀土化合物是一类很有发展前途的光学材 料，在激光材料、发光材料和陶瓷及玻璃着色剂方面有广泛应用。
功能高分子材料复习资料
功能高分子材料复习资料 第一章.功能高分子材料总论功能高分子的分类方法：P3高分子材料的结构层次：P4功能高分子的制备方法：P11聚苯乙烯的功能化反应：P14聚氯乙烯的功能化反应：P16聚乙烯醇的功能化反应：P16聚环氧氯丙烷的功能化反应：P17缩合型聚合物的功能化反应：P17设计聚合反应需注意：P21第二章.反应型功能高分子高分子试剂与高分子催化剂的优缺点：P29高分子氧化还原试剂高分子氧化还原试剂特点：P30高分子氧化还原试剂制备方法：P31高分子还原试剂：P33高分子酰基化试剂高分子酰基化试剂：P37高分子载体上的固相合成含义：采用不溶于反应体系的低交联度高分子材料作为载体，将反应试剂通过与高分子上活性基的反应固定于其上。
反应过程中中间产物始终与载体相连，从而使有机合成在固相上进行。
反应完成后再将产物从载体上脱下。
高分子载体上的固相合成优势：分离纯化步骤简化；反应总产率高；合成方法可程序化、自动化进行。
固相合成载体选择的要求：P40固相合成连接结构的要求：P41高分子催化剂高分子酸碱催化剂结构：属于离子交换树脂，是具有网状结构的复杂的有机高分子聚合物。
网状结构的骨架部分一段很稳定，不溶于酸、碱和一般溶剂。
在网状结构的骨架上有许多可被交换的活性基团。
根据活性基团的不同、离子交换树脂可分为阳离子交换树脂（高分子酸催化剂）和阴离子交换树脂（高分子碱催化剂）两大类。
高分子酸碱催化剂的特点网状结构难溶（水、酸、碱、有机溶剂）稳定（热、机械、化学）含活性基团（-SO3H、-COOH、-NOH）提供-H或者-OH基团催化反应。
高分子催化剂的使用方法：传统混合搅拌反应床填有催化剂的反应柱阳离子交换树脂（高分子酸催化剂）分类具有酸性基团，化学性质很稳定，具有耐强酸、强碱、氧化剂和还原剂的性质，因此应用非常广泛。
根据活性基团离解出H+能力的大小不同，分为强酸性和弱酸性两种。
强酸性阳离子交换树脂，常用R-SO3H表示(R表示树脂的骨架) 弱酸性阳离子交换树脂，分别用R-COOH和R-OH表示。
电致发光高分子材料
有机发光材料因分子间范德华力作用较弱，
对于处在激发态的有机分子，其电子与空
穴基本属于一个分子。因此大多数的有机 分子所形成的激子属于Frankel激子类型。 设激子的能级Eex。位于价带底能级Ec与价 带顶能级Ev之间，则它的激发能为Eg`＝ Eex—Ev ，小于Eg=Ec--Ev。显然激子的 束缚能为Ec—Eex；激子最终发生复合，即 在此过程中电子落人空穴之中，或者产生
余辉在10 －８ 秒以下的称荧光．如受外来光 线激发发光的荧光灯发光；受阴极射线激发 发光的电视屏发光；都为荧光．荧光是冷光， 其余辉时间与发光体温度无关．荧光灯管和 电视屏上都涂有发光物质，荧光灯上涂的发 光物质常为卤磷酸钙．
磷光邮票与荧光邮票的区别：磷光邮票和荧 光邮票都是发光邮票，在紫外灯照射下发出 蓝绿色余辉，主要区别是撤除紫外线照射， 荧光邮票亮光立即消失，而磷光邮票亮光消 失较慢。
概述
长期以来，人们一直致力于研究开发无机半导体 电致发光器件，因为它们在通讯、光信息处理、 视频器件、测控仪器等光电子领域有着广泛而重 要的应用价值。
无机半导体二极管、半导体粉末、半导体薄膜等 电致发光器件尽管已取得了巨大的成就，但由于 其复杂的制备工艺、高驱动电压、低发光效率、 不能大面积平板显示、能耗较高以及难以解决短 波长(如荧光)等问题．使得无机电致发光材料的 进一步发展受到影响。
改变取代基 增加给电子基团发生红移 增加吸电子基团发生蓝移 改变共轭链的长短 部分共轭可以获得更大的量子效率，抑制了非光耗散 掺杂剂 改变了能量传递的效率和浓度，改变器件的发光光谱
制备
真空蒸镀 浸涂和旋涂 原位聚合法 利用单体的光聚合或者电化学聚合制备聚
聚合物电致发光的一些基本概念
载流子 激子 单线态与三线态 磷光和荧光 电致发光的量子效率 载流子注入效率
电功能高分子材料简介
导电高分子材料
美国科学家A F Heeger，A G Macdiarmid和日本科学家H Shirakawa因为发现聚乙炔 （Polyacetylene）的导电性而 获得2000年诺贝尔化学奖 材料的导电性能通常以电导率来 衡量，通常的聚合物都是绝缘材 料，即使导电聚合物在纯态也只 相当于半导体，进行复合、修饰、 掺杂以后则显著改变导电性能， 例如，经过碘掺杂的聚乙炔的导 电能力已可达到σ=105
复合型导电高分子材料
导电机理：
主要有两类理论：一是宏观的渗流理论，即导电通道（作为分散相的导电粒子在连续相 中形成导电网络——粒子间距离小于1nm）学说；另一种是量子力学的隧道效应和场致 发射效应（粒子间距离在电场发射有效距离之内——小于5nm）学说
性质与应用： 1、导电性能。导电胶黏剂，导电橡胶，电极材料等 2、热敏性能。利用温度升高电阻率增大的正温度系数效应 （Positive/Negative Temperature Coefficient，PTC）制备 自控温材料和器件、热敏电阻、限流器件等
复合型导电高分子材料
导电填充材料：
目前主要有碳系材料（炭黑、石墨、碳纤维）、金属（金、 银、铜、镍、不锈钢）、金属氧化物（氧化锌、氧化锡）、 结构型导电高分子（聚吡咯、聚噻吩、聚苯胺）四大类。选 择依据只要是导电率、相容性、成本、稳定性、加工性能等 制备成型工艺：
将导电材料、聚合物基体和其他添加剂经过成型加工工艺组 合成具有实际应用价值的材料和器件是非常重要的方面。目 前主要有反应法（均匀性好）、混合法（容易加工）和压片 法三种。
b. 离子导电聚合物；
c.氧化还原型导电聚合物 。
复合型导电高分子材料
概念：
复合型导电高分子材料是指以高分子材料为基体（连续 相），与各种导电性物质，通过分散复合、层积复合、表 面复合或梯度复合等方法构成的具有导电能力的材料。
有机电致发光材料ppt课件
有机配合物是最早使用的有机电致发光材料，具有优良的载 流子传输特性和成膜性能，典型的有8-羟基喹啉铝（Alq3）及铍 的络合物Bebq2。
寒假来临，不少的高中毕业生和大学 在校生 都选择 去打工 。准备 过一个 充实而 有意义 的寒假 。但是 ，目前 社会上 寒假招 工的陷 阱很多
寒假来临，不少的高中毕业生和大学 在校生 都选择 去打工 。准备 过一个 充实而 有意义 的寒假 。但是 ，目前 社会上 寒假招 工的陷 阱很多
基本概念
电致发光(EL)是指发光材料在电场作用下，受到电流电压的激发 而发光的现象，是一种直接将电能转化为光能的过程。
有机电致发光是指由有机光电功能材料制备成的薄膜器件在电场 的激发作用下发光的现象。
发光材料按分子结构特性分为有机小分子荧光材料 和有机金属配合物材料，前者种类最多，典型的小 分子荧光有机电致发光材料如DCM发红光，香豆素 C540发绿光。
寒假来临，不少的高中毕业生和大学 在校生 都选择 去打工 。准备 过一个 充实而 有意义 的寒假 。但是 ，目前 社会上 寒假招 工的陷 阱很多
蒽 单晶层 20厚 m，度 驱动 40V 电 0 压
2). 1982年 Vincett的研究驱动电压30V， 但是器件的量子效率很低，小于1％ 特点： (1)单层器件；(2)驱动电压高； (3)器件效率低
寒假来临，不少的高中毕业生和大学 在校生 都选择 去打工 。准备 过一个 充实而 有意义 的寒假 。但是 ，目前 社会上 寒假招 工的陷 阱很多
寒假来临，不少的高中毕业生和大学 在校生 都选择 去打工 。准备 过一个 充实而 有意义 的寒假 。但是 ，目前 社会上 寒假招 工的陷 阱很多
有机电致发光二极管(OLED)
有机电致发光材料及器件导论
有机电致发光材料及器件导论1. 电致发光(EL):发光材料在电场作用下，受到电流和电场的激发而发光的现象，是一个将电能直接转化为光能的一种发光过程(非热转换即不是通过热辐射实现的)。
2. FED,PDP,LCD都存在问题，不能满足时代需求，所以研究更为高效的有机电致发光器件(OLED)。
OLED特点:材料选择有机物，高分子，因而选择范围宽;驱动电压低;发光亮度和发光效率高，发光视角宽，相应速度快;器件可弯曲，不受尺寸限制，分辨率高等。
3. 基态:分子的稳定态即能量最低状态;激发态:被激发后，分子的电子排布不遵循构造原理。
激发态分子内的物理失活:辐射跃迁和非辐射跃迁。
而辐射跃迁:释放光子而从高能激发态失活到低能基态的过程。
导致电子运动轨道界面减少;在势能面上跃迁是垂直发生的。
4. 有机半导体:在外电场作用下，电子和空穴在LUMO和HOMO间的跳跃产生电流。
而掺杂半导体中的载流子浓度大于本征半导体(电子和空穴浓度相同)，所以导电性更好5. 直流注入式有机电致发光:在有机EL器件的两端电机上加上直流电源，通电后发光器件受电激发的作用而发光的现象。
过程:载流子注入，载流子传输，电子和空穴碰撞形成激子(激子是彼此束缚在一起的电子和空穴对)，激子辐射退激发发出光子。
6. 单线态激子是总自旋为0的激发状态;注入的电子和空穴形成的单线态和三线态激子的比例正比于其状态数，有机电致发光的量子效率最大为25%;Forster能量转移:能量从主体向掺杂材料的传递方式，能在较远距离内实现，为单线态激子;Dexter能量转移:只能在紧邻分子间实现，为三线态激子。
7. 单层器件:单层有机薄膜被夹在ITO阴极和金属极之间，形成的是单层有机电致发光器件。
但是单层器件的载流子的注入不平衡，器件发光效率低。
三层器件是目前OLED中最常用的一种。
在实际的器件中，在发光层往往采用掺杂的方式提高器件性能8. 器件制备过程:刻蚀好的ITO玻璃—清洗—臭氧/氧等离子体处理—基片置于真空腔体—抽真空—蒸发沉积有机薄测试表征膜和阴极—取出器件并封装—9. 有机小分子发光器件通常用真空蒸发沉积的方法制备构成器件的薄膜，整个过程要在真空腔内完成(真空度高于10^-4Pa)。
电致发光
评价OLED的一些主要参数
一般来讲，有机EL发光材料及器件的 性能可以从发光性能和电学性能两方面来 评价。发光性能主要包括发射光谱、发光 亮度、发光效率、发光色度和寿命；电学 性能主要包括电流与电压的关系、发光亮 度与电压的关系等。这些都是衡量有机EL 材料和器件性能的重要参数，对于发光的 基础理论研究和技术应用极为重要。
电致发光材料
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电致发光的简介 电致发光的机理和器件结构 有机电致发光简介 有机电致发光的分类、优点及性能参数 有机电致发光材料的应用
发光材料的主要分类
光致发光 阴极射线发光 电致发光
热释发光
光释发光 辐射发光
电致发光
电致发光（又称电场发光，EL）是某些 物质受到外界电场的作用而发出光，也就 是电能转换为光能的现象。 具有这种性能的物质可作为一种电控 发光器件。一般它们是固体元件，具有响 应速度快、亮度高、视角广的特点，同时 又具有易加工的特点，可制成薄型的、平 面的、甚至是柔性的发光器件。
(1) 载流子的注入。 (2) 载流子的迁移。 (3) 载流子的复合。 (4) 激子的迁移。 (5) 电致发光。
EML
阳 极
HTL
ETL
阴 极
空穴
电子
OLED分类
1、根据采用有机材料的不同分为两种技 术：一种是采用小分子材料，简称OLED； 另一种是采用高分子材料，简称PLED； 2、按照驱动方式又分为被动式矩阵PMOLED和主动式矩阵AM-OLED，前者采 用ITO玻璃基板，后者采用TFT基板。
计算机领域： 主要有家用和商用 计算机(PC/工作站 等)、PDA和笔记 本电脑的显示屏。
工业应用场合： 主要应用有各类仪 器仪表、手持设备 等的显示屏。
第七章有机高分子电致发光材料和器件
第七章有机高分子电致发光材料和器件有机高分子电致发光材料和器件是一种新型的发光材料和器件，其通过在高分子材料中引入发光分子，利用电场激发和控制发光，具有较高的发光效率和较长的寿命。
有机高分子电致发光材料和器件在显示、照明、生物医学和传感器等领域具有广泛的应用前景。
有机高分子电致发光材料和器件的基本原理是电发光机理，即通过施加电场刺激分子激发态，使其经过电子跃迁释放光子，实现发光。
该技术具有以下优点：首先，有机高分子电致发光材料能够实现宽光谱范围的发光，可以通过合理设计分子结构和化学修饰来调控发光波长和颜色；其次，该材料发光效率高、亮度高，并且具有很快的响应速度；此外，材料制备相对简单，成本较低，适合大规模生产。
有机高分子电致发光材料和器件可以应用于各种显示器件，如有机发光二极管（OLED）和柔性显示器。
OLED是一种利用有机高分子电致发光材料制造的显示器件，具有自发光、高对比度、宽视角等优点。
相比传统液晶显示器，OLED显示器的亮度更高，更薄，更省电。
此外，由于有机高分子材料的柔性特点，可以实现柔性显示器，将显示器应用于可穿戴设备、曲面屏幕等。
有机高分子电致发光材料和器件还可以用于照明领域。
传统的照明设备如白炽灯和荧光灯存在能源消耗大、汞污染等问题，而有机高分子电致发光材料可以使用更低的电压获得较高的亮度，具有更好的能源效率。
同时，由于有机高分子材料的柔性特点，可以制造出柔性照明设备，使得照明方式更加多样化。
此外，由于有机高分子材料对生物相容性好，可以在生物医学领域应用。
例如，可以将有机高分子电致发光材料制备成荧光探针，用于生物分子的检测和成像。
这些探针可以灵敏地检测到病原体、癌细胞和分子信号，为生物学研究和疾病诊断提供有效的工具。
在传感器领域，有机高分子电致发光材料和器件也具有广泛的应用。
其可以制备成传感器材料，用于检测环境污染物、气体成分和生物分子等。
这些传感器可以实现高灵敏度、快速响应和实时监测，为环境监测和生命科学研究提供有效的手段。
电致发光原理
电致发光原理
电致发光原理是指将电能转化为光能的物理现象。
当通过一定电压施加在发光材料上时，材料会发生电子激发的过程。
在材料的内部，存在着能级结构，包括基态能级和激发态能级。
当电压施加在发光材料上时，电子会从基态能级跃迁到激发态能级。
在这个跃迁的过程中，电子会释放出能量，即光子。
这些光子具有特定的能量和频率，通过材料的不同能带结构，可以得到不同颜色的发光。
电致发光的关键在于材料的能带结构。
一般来说，发光材料是半导体材料，其能带结构具有禁带。
材料的禁带宽度决定了材料吸收和发射光的能量范围。
当电子从价带跃迁到导带时，会释放出光子，产生发光现象。
为了实现电致发光，一般采用具有p-n结构的半导体材料。
该
结构包括p型半导体和n型半导体，通过施加正向偏置电压，使得电子从n区跨越能带到达p区，与空穴复合后释放出能量，产生光子。
这些光子经过衰减和反射，最终逃逸出材料形成可见光。
此外，还有其它形式的电致发光原理，如有机发光材料、电致荧光管等。
不同的发光机制和材料特性导致了不同的发光效果和应用。
总之，电致发光原理是通过电子在材料能带中的跃迁过程，将
电能转化为光能的现象。
它在许多领域中得到广泛应用，如显示技术、照明、传感器等。
发光材料ppt最终
3、PPV类电致发光材料
从结构上可分为含氟的PPV衍生物、含 氰基的PPV衍生物、含噻吩的PPV衍生物、含 吡啶的PPV衍生物、含噁二唑的PPV衍生物、 含萘的PPV衍生物、含芴的PPV衍生物、侧链 含C60的PPV衍生物、以及含磷的PPV衍生物等
4、聚噻吩类（PTs）电致发光材料
在电致发光领域，PT自1991年被Ohmori首次发现电致 发光性质以来，经过10多年的发展，PT是仅次于PPV的高分 子材料
专业班级：高分子材料与工程1102班
组 长: 黄鹏程
组 员：耿佳斌 汤信巧 李莹 徐芳芳
白荣华 杨帅
小组箴言：要有最朴素的生活和最遥远的梦想
，
即使明天天寒地冻，路遥马亡。
（1）
（2）
（3）
（4） （5）
（6）
发光材料
发光材料是怎么来的 发光材料的品种 发光材料的优缺点 发光材料都用于干什么 关于发光材料现在人们的研究方向 发光材料的具体应用实例
光致储能夜光
粉采用新型稀土发 光材料
电致发光材料 的应用
为实现彩色电致发光平板显示，目前大力研究开发掺杂稀土的电致发光 的薄膜材料，一种等离子显示板(PDP)已经开发成功．制成了壁挂式的彩色 电视机。PDP发光原理是在两块基玻璃基板之间的惰性气体在电压作用下发 生气体放电而产生紫外线，进而激发三基色荧光粉而产生光。由于PDP响应 速度快，视角大，亮度高而制成大屏幕。
电致发光高分子材料
电致发光(electroluminescent)，又可称电场 发光，简称EL，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，而引致电子解 级的跃进、变化、复合导致发光的一种物理现象。 电致发光物料的例子包括掺杂了铜和银的硫化锌和 蓝色钻石。目前电致发光的研究方向主要为有机材 料的应用。
电致发光高分子材料的研究前沿与进展
电致发光高分子材料的研究前沿与进展有机电致发光材料经过了几十年的发展,已经取得了长足进展。
材料的亮度、稳定性以及发光效率都得到了很大的提高,一些基色材料已经达到或者接近商业化开发的程度,并已经有一些小尺寸的器件投放到了市场。
但是蓝光材料仍没有达到真正可商业化开发应用的地步,这在一定程度上成了制约有机柔性平板显示技术发展的瓶颈之一,归结起来这很大程度上跟有机电致发光理论的不成熟有关。
现行的有机电致发光理论很大程度还是借鉴经典无机半导体物理理论而发展起来的,对现有有机电致发光研究中不断涌现的一些问题,只能是就事论事地进行经验解释,不能像经典半导体物理那样可以有很好的规律性理论来直接指导和规范具体研究,给人以“摸着石头过河”的感觉有机电致发光材料研究中的一些比较突出问题主要体现在以下方面。
首先,对电极功函的准确测定,对电极功函与材料的LUMO 和HOMO 能级之间的匹配而形成的势垒在具体器件性能中所扮演角色的定位,以及一些共聚物材料的LUMO 和HOMO 能量的确定等问题目前还没有一个圆满解决方案。
其次,由量子化学原理,有机半导体材料电致发光效率一般是光致发光效率的25 % ,但是已经有报道称有器件的电致发光效率可达到10 % ,而这样高的电致发光效率是现有很不完善的器件工艺所不可能达到的,这也是对传统半导体理论的巨大挑战。
就寡聚物而言,由于共轭长度有限的缘故,电子空穴对复合产生的激子由三线态激发态返回到基态的速度较快,所以该类材料的发光效率严格符合量子自旋规律。
而对具有较长共轭长度的高分子材料而言,如果电子空穴对复合产生的激子由三线态激发态返回到基态的速度较慢,则三线态激发态可以有足够的时间通过系间窜跃而变成单线态激发态。
后者如果以很快的速度返回基态,就可以实现对高分子材料发光效率的大幅度提高。
虽然有人用热激发与计算机模拟计算的方法得到了高分子材料在光激发下产生的三线态与单线态之间的能隙大约在3 —6meV之间,并且发现该能隙跟高分子材料的凝聚态结构有很大关系,但是真正意义上实现聚合物材料以100 %的量子效率发光目前还没有实现[48 ] 。
功能高分子材料复习题答案
第一章？1功能高分子材料的特点：？①产量小，产值高，制造工艺复杂？②有与常规聚合物明显不同的物理化学性能，并具有某些特殊功能？③既可以单独使用，也可与其它材料复合制成构建，实现结构/ 功能一体化？一次功能：向材料输入的信息能量与从材料输岀的信息能量属于同一种形式，即材料仅起能量和信息传递作用时，称这种功能为一次功能？二次功能：材料输入和输出的能量具有不同形式，材料其能量转化作用，这种功能称二次功能2功能材料的分类：①按功能分类：物理功能高分子，化学功能高分子，生物功能和医用高分子，其它功能高分子？②按性质和功能分类：反应型高分子材料，光敏型高分子材料，电活性高分子材料，膜型高分子材料，吸附性高分子材料，高性能工程材料, 医用高分子材料，其他功能高分子材料？3制备：化学法：？①功能型小分子高分子化②已有通用高分子材料功能化?????????物理法：①聚合物包埋法？②已有通用高分子材料的功能化的物理方法：小分子高分子共混等??③功能高分子在读功能化的物理方法？表征途径：红外，X射线衍射，透射电镜，扫描电镜第二章1离子交换树脂功能：离子交换功能，催化功能，吸附功能，脱水功能，脱色功能应用：水处理，坏境保护，海洋资源利用，冶金工业，原子能工业，食品工业，化学合成2絮凝剂特点：用量少，ph适用范围广，受盐类及坏境影响较小，污泥量少，处理高效，应用广，天然絮凝剂基本元素，易老化降解，不造成二次污染作用原理：①带电絮凝剂可与带反电荷的微粒使电荷中和，降低双电层厚度使碰撞增加②一个分散微粒可以同时吸附两个以上的高分子链，在高分子链间起吸附架桥作用，由高分子链包覆使微粒变大，加速沉降③一个高分子链也可同时吸附两个以上微粒，高分子乐意在多出与微粒结合—同下降影响因素：①分子链结构的影响②悬浮体系的性质：固体微粒种类、粒径、电量、含量，介质ph值，温度③使用方法影响3高吸水性树脂吸水机理：因为其具有天然或合成的高分子电解质三维交联结构，首先由于树脂中亲水基团与水形成氢键，产生相互作用，水进入树脂而使其溶胀，但交联构成的三维结构又阻止树脂的溶解，此后，吸水后高分子中电解质形成离子相互排斥而导致分子扩展，同时产生的由外向内的浓度差又使得更多的水进入树脂，是树脂的三维结构扩展，但是交联结构又阻止其扩展继续，最后扩展和阻止扩展力达到平衡，水不再进入树脂内，热吸附的水也被保持在书之内构成了含有大量水的凝胶状物质。
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2.10. 亮度－电压关系 • 亮度－电压的关系曲线反映的是聚合物 EL 器件
的光电性质，与器件的电流－电压关系有着相似 的曲线，即在低电压下，电流缓慢增加，亮度也 缓慢增加，在高电压驱动时，亮度伴随着电流的 急剧增加而快速增加。 • 从亮度—电压的关系曲线中，还可以得到启动电 压的信息。
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2.3. 发光效率 • 发光效率是衡量器件性能的一个重要指标，常用能量效率、
量子效率和流明效率来描述。 • 能量效率（功率效率）=输出的光功率/输入的电功率。 • 量子效率分为外量子效率和内量子效率。 • 外量子效率=发射出器件的光子数/注入的电子和空穴数 • 内量子效率=器件内部复合产生辐射的光子数/注入的电子
• 实验中，一般用色度计来测量颜色。
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2.5.发光寿命 • 寿命定义为亮度降低到初始亮度的 50%所需的时
间。 • 对于投入市场的PLED 器件要求在连续操作下使用
寿命达到10000小时以上，储存寿命要求5 年。
2.6.发光阀值电压 • 发光阀值电压定义为发光亮度为 1 cd/m2时的电压，
PLED器件的发光阀值电压愈低，则器件的驱动电 压愈低。
• 一般来说，功耗大小与器件的结构、器件所用 的材料有关，但器件环境和寿命对它也有很大 影响。
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2.9.电流密度－电压关系
• 在聚合物 EL 器件中，电流随电压而变化曲线反映了器件 的电学性质，它与二极管的电流－电压的关系类似，具有 整流效应，即只有在正向偏压下有电流通过，在低电压低 于器件导通电压时，电流密度随着电压的增加而缓慢增加， 当电压超过导通电压时，电流密度会急剧上升。
和空穴数 • 流明效率(光度效率)=发射的光通量/输入的电功率
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2.4. 发光色度
• 由于人眼对不同颜色的感觉会有不同的心理－物 理反应，所以人眼不能用于测量颜色，仅能判断 颜色相等的程度。
• 为了对颜色有客观性的描述和测量， 1931 年国际 照明委员会（CIE）建立了标准色度系统，这种系 统推荐了标准照明物和标准观察者，通过测量物 体颜色的三刺激值（X，Y，Z）或色品坐标（x, y, z）来确定颜色。
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3.2. 双层器件结构
• 由于大多数聚合物 EL 材料是单极性的，空穴和 电子传输能力有差异，导致载流子传输的不平 衡。如果用这种单极性的材料作为发光层，会 使空穴和电子的复合区自然地靠近某一电极， 当复合区域越靠近这一电极就越容易被该电极 所淬灭，从而导致发光效率的降低。
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2.7.材料的能级和能隙 • 材料的能级（包括HOMO和 LUMO 能级）对于
平衡载流子的注入和传输非常重要。通过设计 合适能级的聚合物材料使器件的效率能达到显 著的改善。 • 材料的能隙为 HOMO 和 LUMO 能级的差值。
2.8.功耗
• 功耗（电功率）等于驱动电压与电流的乘积。 要想降低功耗提高发光效率，就需降低电流密 度和驱动电压。但功耗愈小，器件的发光亮度 越弱。一般亮度100cd/m2，电压为 10V 时，功 耗约为 10W， 与无机 EL 功耗几乎一致。
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✓利用聚合物的绕曲性，可在柔韧的衬底上 制作可折叠的显示器
因此，聚合物发光材料被认为是制备质轻、 成本低、可折叠卷曲的柔性显示器的首选材 料。值得注意的是，近年来国外许多大公司 已将研究与开发的重点转向了高分子平板显 示。
2005年，韩国三星和美国 DuPont 公司联合 推出了使用喷墨打印法制备的 14.1 英寸全 彩色 PLED 显示器。
• 电致发光是指发光材料在电场作用下，受到电流
和电场的激发而发光的现象，它是一个将电能直
接转化为光能的一种发光过程。
• 电致发光材料被广泛应用于图象 显示信息处理和通讯等领域。在 过去的相当长的一段时间里，几 乎所有的电致发光器件都是在pn 结无机半导体发光二极管的基 础 上 制 造 的 ， 如 磷 化 镓 （ GaP ） 发 光 二 极 管 、 磷 砷 化 镓 （ GaAsP ） 发光二极管、砷铝镓（GaAIAs） 发光二极管 。
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2.2. 发光亮度
• 电致发光亮度是衡量器件发光强度强弱的指标。
• PLED属电荷注入式发光，其电致发光亮度在低电流范围 内与电流密度成正比，而在高电流密度时逐渐出现亮度饱 和趋势。
• PLED亮度一般采用亮度计测量，亮度计主要是由物镜、 滤光片、硅光电池或光电倍增管以及检流计组成。
• 通常 CRT 电视机的亮度为150坎德拉/平方米（cd/m2）左 右，液晶、等离子体显示器的最大亮度约为500 cd/m2，而 目前PLED最大亮度已超过 10 万 cd/m2 。
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二、 聚合物电致发光的性能评价
• 一般来讲，聚合物发光材料和器件性能的 优劣可以从发光性能、电化学性能和电学 性能等方面来评价。
• 主要包括：发射光谱、发光亮度、发光效 率、发光色度、器件寿命、材料的能级和 能隙、发光阀值电压、功耗、电流与电压 的关系、发光亮度与电压的关系等。
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2.1. 发光光谱
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三 聚合物发光二极管的结构
聚合物发光二极管（PLED）一般采用直流电场 激发模式。根据发光层的构成，PLED 器件有单层 器件、双层器件、三层器件和多层器件之分。
3.1.单层器件结构
典型的单层PLED 的结构是由发光聚合物 薄膜夹在透明导电玻璃（ITO）正极和 金属负极之间组成的三明治夹心结构。 1990 年首次报导的聚合物发光二极管就 是用 PPV 作发光层的单层器件。
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相比于有机小分子发光材料，聚合物发光 材料具有如下优势： ✓具有良好的机械加工性，其玻璃化温度高， 不易结晶，器件制作简单 ✓可采用旋涂、喷墨打印等简单方式成膜，很 容易实现大面积显示 ✓通过选择不同的聚合物，或通过改变共轭长 度、更换取代基、调整主、侧链结构及组成 等多种途径得到包括红、绿、蓝三基色的各 种颜色的发光
• 在有机/聚合物 EL 中，发射光谱通常有两种：光致发光光 谱和电致发光光谱。光致发光光谱需要光能的激发，电致 发光光谱需要电能的激发。
• 一般说来，光谱分散范围愈窄，其单色性愈好。
• 发射光谱一般用荧光测量仪来测量，具体的测量方法是荧 光通过发射单色器后照射于检测器上，扫描发射单色器并 检测各种波长下相应的荧光强度，然后通过记录仪记录荧 光强度对发射波长的关系曲线，就得到了发射光谱。