聚合物电致发光材料研究进展

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在电场作用下迁移产生导电现象。本...

摘要Ｌ聚合物电致发光材料是近几年来取得突破性进展而倍受关注的新兴功能材料。

它们的电致发光薄膜器件激发电压低、发光效率高、易得到彩色显示，而且容易实现大屏幕平板化。

研究发现聚对苯乙炔类聚合物具有许多优异的性能，如柔性好、驱动电压低、能带结构可调、优良的溶解性及耐热性等。

人们已经制备出发红光、黄光、绿光的性能优异的聚对苯乙炔类聚合物制成的电致发光器件；而能发蓝色光的该类聚合物材料则很少，性能也差，限制了该类材料在全色显示方面的应用。

『『本文制备出一种新型的、能发蓝色光的聚对苯乙炔类聚合物材料聚【（２，５．二亚甲基．１，３，４．嗯二唑）二氧代．１，４．亚苯基．１，２一亚乙烯基．１，４．亚苯基．１，２．亚乙烯基．１，４一亚苯基】，并对其进行了溶解性、电性能、光性能、热性能的研究。

实验结果说明它的荧光发射最大波长为４７２ｎｍ，属于蓝色发光范围。

电导率的测定结果说明它比传统的ＰＰＶ类电致发光材料有更强的电子与空穴的复合几率。

它的能带宽度（Ｅｇ）为３．８４ｅＶ。

荧光量子效率巾＝ｏ．９９５。

（该聚合物能溶解于氯仿及四氢呋喃等有机溶剂中。

其分解温度大于３５０‘Ｃ。

ＴＧＡ的分析结果说明该聚合物具有优异的热稳定性。

上关键词：电致发光，聚对苯乙炔衍生物，蓝色光ＡＢＳＴＲＡＣＴＩｎｒｅｃｅｎｔｙｅａｒｓ，ｅｌｅｃｔｒｏｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅｏｆｐｏｌｙｍｅｒｈａｓｂｅｅｎｍａｄｅｗｉｔｈａｎｏｕｔｓｔａｎｄｉｎｇｐｒｏｇｒｅｓｓ，ａｎｄｃｌｏｓｅａｔｔｅｎｔｉｏｎｉｓｐａｉｄｏｎｔｈｅｓｅｋｉｎｄｓｏｆｎｅｗｆｕｎｃｔｉｏｎｍａｔｅｒｉａｌｓ．Ｔｈｅａｄｖａｎｔａｇｅｓａｒｅａｓｆｏｌｌｏｗｓ：ｌｏｗｅｘｃｉｔｉｎｇｖｏｌｔａｇｅ，ｈｉｇｈｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙｏｆｅｌｅｃｔｒｏｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｔｃｅｌｌｓｉｎｔｈｉｎｆｉｌｍｓ，ｅａｓｉｎｅｓｓｏｆｃｏｌｏｒｌｉｇｈｔｅｍｉｓｓｉｏｎ，ａｎｄａｔｔｒａｃｔｉｖｅｍａｔｅｒｉａｌｓｆｏｒｌａｒｇｅ·ａｒｅａｖｉｓｉｂｌｅｌｉｇｈｔ－ｅｍｉｔｔｉｎｇｄｉｏｄｅｓ．Ｐｏｌｙ（ｐ·ｐｈｅｎｙｌｅｎｅＶｉｎｙｌｅｎｅ）（ＰＰＶ）ｉｓｔｈｅｆｉｒｓｔｐｏｌｙｍｅｒｍａｔｅｒｉａｌｆｏｕｎｄｔｏｈａｖｅｔｈｅｅｌｃｔｒｏｌｕｍｉｎｅｓｅｎｃｅｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓａｎｄｗａｓｉｎｔｅｎｓｉｖｅｌｙｓｔｕｄｉｅｄ．ＰＰＶｄｅｒｉｖａｔｉｖｅｓｈａｖｅｄｅｍｏｎｓｔｒａｔｅｄｖａｒｉｏｕｓｃｏｌｏｒｓｗｉｔｈｉｍｐｒｅｓｓｉｖｅｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ，ｂｒｉｇｈｔｎｅｓｓ，ｆｌｅｘｉｂｉｌｉｔｙａｎｄｕｎｉｆｏｒｍｉｔｙ．ＴｈｅＰＰＶｄｅｒｉｖａｔｉｖｅｓ，ｗｈｉｃｈｅｍｉｔｒｅｄｌｉｇｈｔ，ｙｅｌｌｏｗｌｉｇｈｔａｎｄｇｒｅｅｎｌｉｇｈｔ，ｃａｎｂｅｅａｓｉｌｙｏｂｓｅｒｖｅｄ，ｅｘｃｅｐｔｆｏｒｂｌｕｅｌｉｇｈｔ．Ｆｏｒｓｅｖｅｒａｌｒｅａｓｏｎｓ，ａｐｏｌｙｍｅｒｅｍｉｔｔｉｎｇｂｌｕｅｌｉｇｈｔｉｓｐａｒｔｉｃｕｌａｒｌｙｄｅｓｉｒａｂｌｅ．ＩｎｔｈｉｓｐａｐｅＬｐｏｌｙ［（２，５－ｄｉｍｅｔｈｙｌｅｎｅ．Ｉ，３，４．ｏｘａｄｉａｚｏｌｅ）ｄｉｏｘｙ‘１，４。

纳米材料在聚合物电致发光中的应用

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电致发光材料

电致发光材料电致发光概述电致发光(Electroluminescence, EL)是指发光材料在电场作用下而发光的现象。

用有机发光材料制作的发光器件,一般统称作OLEDs(Organic Light-emitting Devices),用聚合物为发光层的器件,称作PLEDs(Polymeric Light-emitting Devices)。

有机电致发光器件多采用夹层式(三明治)结构,即将有机层夹在两侧的电极之间。

空穴和电子分别从阳极和阴极注入,并在有机层中传输,相遇之后形成激子,激子在电场的作用下迁移,将能量传递给发光分子,并激发电子从基态跃迁到激发态,激发态能量通过辐射失活产生光子,释放出光能。

ITO透明电极和低功函数的金属(Mg、Li、Ca、Ba、Ce等)常被分别用作阴极和阳极。

根据材料特性和器件要求,主要有单层器件、双层器件、三层器件、多层器件、带有掺杂层的器件、三像素垂直层叠式器件等器件结构。

早在1963年,美国纽约大学的Pope 等首次发现有机材料单晶蒽的电致发光现象,直到1987年,美国柯达(Eastern Kodak)公司邓青云等用苯胺-TPD做空穴传输层(HTL)、八羟基喹啉铝(Alq3)作为发光层(EML)成功研制出一种有机发光二极管,其工作电压小于10 V,亮度高达1000 cd/m2,这样的亮度足以用于实际应用。

1990年Friend课题组[3]采用聚对苯撑乙烯(Poly-phenylene vinylene, PPV)为发光材料制成聚合物发光器件(PLED),打开了PLED研究的新局面。

近十多年来,聚合物发光材料受到各国科学家的高度重视,研究工作非常活跃。

相继合成并研究了种类繁多的共轭高分子,涉及聚对苯撑乙炔(PPE)、聚乙炔(PA)、聚对苯撑(PPP)、聚噻吩(PT)、聚芴(PF)以及它们的衍生物等等。

PPV及其衍生物是目前电致发光研究中最为成熟、最具商业化前景的一类电致发光材料,通过结构修饰、复合/共混来控制分子结构以及调节光电性能是当前研究的主要方向。

聚噻吩类化合物电致发光材料的研究

聚噻吩类化合物电致发光材料的研究聚噻吩（polythiophene）是一种常见的聚合物材料，由噻吩（thiophene）单元重复连接而成，具有优异的电学、光学性质和导电性。

聚噻吩及其衍生物因其良好的电致发光性能，被广泛应用于有机光电器件领域，例如有机发光二极管（OLED）、有机薄膜太阳能电池（OPV）和场效应晶体管（OFET）等。

在聚噻吩的电致发光机理方面，目前主要有两种理论，即离子对机理和双极子机理。

离子对机理认为，当聚合物在外电场作用下形成极化电荷对时，发光能量由外电场提供，因此发光强度与外电场强度呈线性关系；而双极子机理则认为，发光源是由激子（exciton）的双极子跃迁所形成的，发光强度与外电场强度的平方呈线性关系。

在聚噻吩类化合物电致发光材料的研究方面，近年来主要涉及以下几个方面：1. 结构设计：通过对聚噻吩的结构进行改变，如引入不同的官能团或共轭扩展基团，可以调控聚合物的能带结构、发光颜色和发光强度等性质，以满足不同应用领域的需求。

2. 光谱性质研究：利用吸收光谱、荧光光谱等手段研究聚噻吩材料的光学性质，了解聚合物的能带结构、激子特性和激子跃迁机制等，为进一步优化材料性能提供基础数据。

3. 电学性质研究：通过测量聚噻吩材料的电导率、载流子迁移率等电学性质，了解材料的导电机制和载流子输运特性，为有机电子器件的应用提供理论依据。

4. 材料制备技术研究：发展高效、简单、环保的聚噻吩类化合物制备方法，例如电化学聚合法、化学氧化聚合法、Grignard反应法等，提高材料的产率和质量。

总体来说，聚噻吩类化合物电致发光材料的研究方向比较广泛，除了上述几个方面，还有一些其他的研究方向，例如：5. 量子化学计算：通过量子化学计算方法研究聚噻吩类化合物的电子结构和激子特性等，揭示材料的发光机理和优化材料性能。

6. 稳定性研究：由于聚噻吩类化合物易受光、氧、水等环境因素影响而降解，因此研究如何提高材料的稳定性是一个重要的研究方向。

有机电致发光材料的研究进展及应用

有机电致发光材料的研究进展及应用材化1111班王蒙 1120213122摘要：简要论述有机电致发光设备的发光机理、器件结构及彩色显示方法，详细介绍有机电致发光材料的种类、组成、特点和研究近况，并对其用途和前景，尤其在军事领域的应用作了一定介绍。

另外还指出了有机电致发光在商业化过程中一些急待解决的问题。

关键词：有机发光材料，进展，应用。

正文：信息技术的持续快速发展对信息显示系统的性能，如亮度、对比度、色彩变化、分辨率、成本、能量消耗、质量和厚度等均提出了高的要求。

在已有的成熟显示技术中，电致发光显示设备能够满足上述性能要求，另外它还具有宽视角、较宽的工作温度范围和固有的强度等优点。

电致发光显示设备一般包括发光二极管(LED)、粉末磷设备、薄膜电致发光设备(TFEL)和厚介质电致发光设备等。

目前的信息显示市场上真正的参与者主要是TFEL和有机LED (OLED)。

OELD技术的发展时间并不很长，但发展速度较快。

近几年，随着市场对高质量、高可靠性、大信息量显示器件的需求日益增加，OLED技术更是得到了长足的发展，目前已有多种OLED产品投入市场。

1997年，日本Pioneer公司推出配备有绿色点阵OLED的车载音响，并建立了世界上第一条OELD生产线。

1998年，日本NEC、Pioneer公司各自研制出5英寸无源驱动全彩色四分之一显示绘图阵列(QVGA)有机发光显示器。

2000年，Motorola公司推出了有机显示屏手机。

2002年，Toshiba公司推出了17英寸的全彩色显示器。

清华大学与北京维信诺公司共同开发出国内首款多色OLED手机模块。

2003年，台湾奇美电子公司与IBM合作推出加英寸的OELD显示器。

2004年5月，日本精工爱普生公司研制成功的40英寸大屏幕OLED显示器以全彩、超薄、动态影像显示流畅的特点成为OELD显示市场上最大的亮点。

2006年，首尔半导体株式会社的子公司SeoulOptodeviceCo．Lid．以控股方式与美国SensorElectronicTechnology公司共同开发生产的世界唯一的短波长紫外发光二极管(UVEL D)产品已开始量产。

地质学

发光颜色：加工性能
０Ｏ０１７１ｏ７１０・４５５
天然活性多糖在生物医药领域中的研究
进展＝Ｒｓａｃｒｇｅｓｆａｒｌｃｖｅｅｒｈｏｒｓｏｔａａｔｅｐｎｕｉ
ｐｌｓｃｈｒｄｓｆｒｐｌａｉｎｎｈｏｙａｃａｉｅｏａｐｉｔｉｔｅｃｏ
ＳＤＥ型矿床成矿流体的研究是矿床ＥＸ地球化学研究的重要课题之一．正确识别系统中不同的流体来源及其混合过程，是深刻理解ＳＤＸ型矿床形成演ＥＥ化的关键．该文通过对国内几个典型的ＳＤＸ型矿床同位素研究的系统总结，ＥＥ认为Ｂ和ｓ同位素是根据ＳＤＸ型矿ｉＥＥ床独特的矿物组合而提出的一种示踪方法，对矿床成因和沉积环境示踪效果理想；Ｈ、同位素则因为在地壳和地幔ｅＡＳ储库中有极不相同的组成，是理想的幔源流体示踪剂．鉴于ＳＤＥ型矿床具ＥＸ有电气石、黄铁矿、硅质岩等特殊的矿物与岩石组合，Ｂ，Ｓ，ＨｅＡｉ．ｓ同位素可能更适合ＳＤＸ型矿床矿化流体来源ＥＥ研究，指出其理论发展的薄弱之处．图
ｘｏ旰０ｉｌａａｎ，中］钱永甫（／南京大学大气科学系，南京大学灾害性天气气候研究所，南京２０９）１０３，陈月娟。王谦谦，巢纪平／／气象学报．２ｏ，６（）０～一０６４４．５一４
４１ｌ
ｔｐｒｅｏｉｈｎ刊，中］祝朝ｙｅｏｅｐｓｓｎｉａ［ｄｔｉＣ／辉（中国科学院地球化学研究所矿床地
２参４１关键词：ＳＤＥＥＸ矿床；成矿流体；硼同位素；硅同位素；氦一氩同位素０００２７１０２１０－０地质学７５

聚合物主体材料在磷光有机电致发光器件中的研究进展

关键词磷光聚合物主体材料有机电致发光器件
中图分类号：Ｏ６３１．２＋４
文献标识码：Ａ
ＡｃｈｉｅｖｅｍｅｎｔｓｉｎＲｅｓｅａｒｃｈｏｎＰｏｌｙｍｅｒｉｃＨｏｓｔＭａｔｅｒｉａｌｓｆｏｒ
ａｌｓｏｉｎｃｌｕｄｅｄＫｅｙｗｏｒｄｓｐｈｏｓｐｈｏｒｅｓｃｅｎｃｅ，ｐｏｌｍｅｙｒ，ｈｏｓｔｍａｔｅｒｉａｌ，ｏｒｇａｎｉｃｌｉｇｈｔ－ｅｍｉｔｔｉｎｇｄｉｏｄｅ
摘要综述了近几年用于磷光有机电致发光器件的聚合物主体材料的研究进展，着重介绍了聚咔唑类主体材
料、聚芴类主体材料、聚苯乙烯类主体材料和聚间苯基类主体材料的结构单元的设计与修饰以及磷光器件性能的研究进展。同时，还展望了磷光聚合物主体材料的发展前景，提出了今后磷光聚合物主体材料的发展方向。
０引言
有机电致发光器件（ＯＬＥＤ）［１］不仅具有驱动电压低、响应速度快、视角范围宽、质量轻等优点，还具有成本低和能耗低等优势，是近３Ｏ年来兴起的一种新型的平板显示技术，成为信息、化学、物理等学科和平板显示领域的研究热点。有机电致发光材料分为两大类，即荧光材料和磷光材料。有机
电致磷光材料中，具有ｄ６和ｄ８电子结构的重金属原子（如

PPV类材料的合成、改性研究进展

Ａｂｔａｔｏｙｈｎｌｎｉｙｅｅｈｓｂｃｍｅａｆｃｎｔｇｆｌｔｒｌｆｃｅｃｎｃｎｌｇ．ｔａｓｒｃ：ＰｌｐｅｙｅｅｖｎｌｎａｅｏａｉａｉｅｄｉｍａｅａｉｎｅａｄｔｈｏｏｙＩｈｓｓｎｉｎｉｏｓｅ
Ｐｒｇｅｓｏｙｔｅｉ，ｄｆａｉｎｏＰｍａｅｉｌｏｒｓｎｓｎｈｓｍｏｉｉｔｏｆＰＶｔｒａｓｓｃ
ＬＵＺｅ，ＡＧＪｎｅＩＮｎ— ｅｇＩｈｎＹＮｉ —ｙ，ＱＡＧＪｆ，ＷＡＧＺｅ，ＥＧＬｎｇｉａｕｎＮｈｎＰＮｏｇ— ｕ
了ＰＶ类材料近年来的合成改性研究方法以及应用，Ｐ重点介绍了侧链修饰、主链共聚、共混复合等改性方
法，比分析了各种方法的优点和不足；ＰＶ光电材料近年来的应用领域及前景进行了展望。对对Ｐ
关键词：ＰＰＶ光电材料；合成改性；应用
中图分类号：６２１０３．３文献标识码：Ａ
图１ＰＶ及其衍生物的原子结构Ｐ
分子结构的控制，响聚合物的加工性能。影
１２Ｇｌ－ｉｈ合成法ｃ
收稿日期：０２０
作者简介：刘振（９２，，１８一）男河南周１人，３西安科技大学材料学院在读研究生，主要从事高分子材料的研究。导师简介：杨建业＜９８，，士，授，１５一）男博教硕士生导师，主要从事复合材料及煤化工等领域的研究。
ｔｉｐｐｒｙｔｅｉｏｄｆｄｒｓａｃｒｅｉｗｅ，ｆｃｓｎｎｔｅｓｅｃａｎｍｏｉｃｔｎ，ｔｅｍａｎｃａｎｈｓａｅ，ｓｎｈｓｓｆｍｏｉｅｅｅｒｈｗｅｅｒｖｅｄｏｕｉｇｏｈｉｈｉｄｆａｉｉｄｉｏｈｉｈｉｃｐｌｍｅ，ｂｅｄｆｍｏｉｃｔｎｍｅｈｄｏａａｉｅａａｙｉｆｈａｏｓｍｅｈｄｆｈｔｅｇｈｎａ－ｏｏｙｒｌｎｓｏｄｆａｉｔｏｓｃｍｐｒｔｎｌｓｓｏｅｖｒｕｔｏｓｏｅｓｒｎｔｓａｄｗｅｋｉｏｖｔｉｔｎｓｅ．ｏｐｌａｉｎｆｌｓａｄｆｔｒｒｓｅｔｏＰＶｍａｅａｓａｅａｓｉｃｓｅ．ｅｓｓＳｍｅａｐｉｔｅｄｎｕｕｅｐｏｐｃｓｆＰｔｒｌｒｌｏｄｓｕｓｄｃｏｉｉＫｅｒｓＰｈｔｅｅｔｃｍａｅｉｓｙｔｅｉｏｄｆｄ；ａｐｉａｉｎｙｗｏｄ：ＰＶｐｏｏｌｃｒｔｒａ；ｓｎｈｓｓｆｍｏｉｅｉｌｉｐｌｔｏｃ

PLED

聚合物电致发光二极管的机理以及前景
优点：
设备成本低：采用溶液旋转涂覆或喷墨印刷制造, 在大尺寸化的发展有绝对优势工作条件下稳定性好：元件可耐受较高的电流密度与温度环境
Pled有什么优势？有什么缺点？还有待完善之处：
⑴ 材料提纯难度较大, 制备成本较高 ⑵ 喷墨打印技术精度要求太高;
⑶ 寿命短;
⑷ PLED的屏幕显示技术较复杂; ⑸ 产业链未形成，初期成本高。
Pled发光的机理是什么？
它的结构是这样的
Pled发光的机理是什么？
其实和oled还是有一些差别，主要表现在它的发光层非常薄
Pled发光的机理是什么？
发光机理的话其实和oled还是一样的
在发光层，传导到Lumo能级的电子跃迁到传导到homo能级的空穴中，同时发光。
Pled有什么优势？有什么缺点？
Pled有什么优势？有什么缺点？ oled vs pled： Oled主要应用于小尺寸面板，而 pled主要应用于大尺寸面板。
Pled产业的未来会如何？
Pled的前景不像oled那样的明朗。 Pled还存在诸多的问题等待解决，并且不像 oled那样大批有热情的科学家、有实力的实验室参与研究。
thank you
PLED ？
聚合物电致发光二极管的机理以及前景
目录什Leabharlann 是pled？Pled发光的机理是什么？
Pled有什么优势？有什么缺点？ Pled的未来会如何？
什么是pled？
Pled就是聚合物电致发光二极管（polymer light- emit-ting- diode）
Oled器件其实就是oled，只不过发光材料是聚合物（ polymer ）罢了

发光材料的发光机理以及各种发光材料的研究进展(精)

发光材料的发光机理以及各种发光材料的研究进展罗志勇20042401143摘要：发光材料种类繁多，自然界中很多物质都具有不同程度的发光现象。

本文通过按照不同的发光机理，将现在常见的发光物质进行分类，并介绍他们的发展与研究进展。

关键词：发光材料发光机理进展1.前言物质的发光可由多种外界作用引起，如电磁辐射作用、电场或电流的作用、化学反应、生物过程等等。

根据不同的发光原因，可以将发光材料分为光致发光材料、电致发光材料、化学发光材料等等。

发光材料涉及了无机和有机功能材料和固、液、气三种聚集状态，所以又可以将发光材料分为无机固体发光材料和有机发光材料等等。

现在人们研究得比较深入的有有机电致发光材料、有机光致发光材料、有机偏振发光材料、稀土高分子发光材料、无机电致发光材料、纳米稀土发光材料等等。

不同的发光材料可以应用于各种光源、显示器等现代显示技术之中。

2.发光材料的发光机理2.1光致发光材料发光机理光致发光材料是指在一定波长的光照射，材料分子中基态电子(主要是π电子和f、d电子)被激发到高能态，电子从高能态回到激发态时，多余的能量以光的形式散发出来，达到发光的目的。

这种发光材料称为荧光材料，大部分的稀土发光材料均以这种方式发光，原因是稀土元素基本都具有f电子，并且f电子的跃迁方式多样，因此稀土元素是一个丰富的发光材料宝库。

2.2电致发光材料发光机理电致发光是在直流或交流电场的作用下，依靠电流和电场的激发使材料发光的现象，也称场致发光。

电致发光的机理有本征式和注入式两种。

本征式场致发光是用交变电场激励物质，使产生正空穴和电子。

当电场反向时，那些因碰撞离化而被激发的电子，又与空穴复合而发光。

注入式场致发光是指n-型半导体和p-型半导体接触时，在界面上形成p-n结。

由于电子和空穴的扩散作用，在p-n结接触面的两侧形成空间电荷区，形成一个势垒，阻碍电子和空穴的扩散。

n区电子要到达p区，必须越过势垒；反之亦然。

当对p-n结施加电压时会使势垒降低。

聚硅烷电致发光材料的研究

收稿日期：２００７—０ —１。６１作者简介：邓建平（９４）１７，男，硕士，主要从事有机硅材料研究，已发表论文十多篇。联系人：（２）８７８３。０５３０４７
的真空蒸镀简便；启动电压较低，亮度和效率较
电致发光薄膜器件（ＥＯＬＤ）Ｅ，由此引起了人ｌｉ们对有机电致发光研究的极大关注。基于有机电致发光技术的超薄显示器具有其它超薄显示器不
可比拟的优点，如主动发光、大视角、高亮度、
可卷曲、低电压（动电压小于１启０Ｖ）和节能
高，色彩可调，稳定性较好ｌ。但共轭聚合物大＿４］都是富电子的，对空穴的传输能力大于对电子的传输能力，其最高占有轨道及最低未占有轨道能
级与相应的阳极及阴极材料的功函不匹配，导致
谱、Ｈ核磁共振谱和凝胶色谱表征了其结构，用紫外光谱测试了其紫外吸收性能。结果表明，用波长为
２４ｎ的紫外线照射浓度为２１ｍｏ／的聚二甲基硅烷共蒽聚合物甲苯溶液时，其紫外吸收没有变５ｍ × ０ｌＬ化；聚甲基苯基硅烷９１一共蒽聚合物的ＵＶ光谱的最大吸收波长（一）（７．ｍ）比聚二甲基硅烷，Ｏ３７２ｎ９１一共蒽聚合物的，Ｏ（７．ｍ）更长，因此稳定性更好。３６４ｎ文献标识码：Ａ文章编号：１０ — ３９（０８１０１—５０９４６２０）０ —０９０关键词：Ｗｔｔ反应，电致发光，共轭大键，共轭聚硅烷，聚二甲基硅烷，聚甲基苯基硅炕，蒽￣ｚｒ中图分类号：０３．。６４１。１

聚合物电致发光器件老化机理的研究

ｆｒｍｐｏｉｇｔｅｐｌｍｅｇｔｅｔｉｇｄｖｃｔｂｌｙｏｉｒｖｎｏｙｒｉｈ — ｍｉｎｅｉｅｓａｉｉ．ｈｌｔｔＫｅｗｏｄ：ｏｙｅｉｈ－ｍｉｉｇｄｖｃ；ａｉｇｓａｉｔｙｒｓｐｌｍｒｌｔｅｔｎｅｉｅｇｔｇｎ；ｔｂｌｙｉ
图２是器件在老化测试前和老化测试后（的亮度下降器件到初始亮度（００ｃ／）４０ｄ的四分之一时）Ｉ的 — Ｖ特性曲线。在电压低于起亮电压（Ｖ），由于载流子的注入要克服有机层／３时电极之间的界面势垒，载流子的注入效率非常低，数目比较少，注入的电流是受电极注入的能力限制。老化测试后器件的电流比老化前高了４个数量级，这可能是由于电极间存在短路～５现象。了进一步理解Ｉ为 — Ｖ特性曲线，笔者将坐标轴换成双对数坐标，如内插图。老化后器件的Ｉ曲线近似一条直线，呈 — Ｖ现出纯电阻特性，这就说明在两电极之间存在部分短路现象，或者是有机层／界面部分被击穿。电极
２１００年第５期第３卷总第２５７０期
广
东化ຫໍສະໝຸດ 工６５ｗｗｗ．ｄｈｍ．ｍｇｃｅｃｏ
聚合物电致发光器件老化机理的研究
许伟（华南理工大学材料科学与工程学院，广东广州５０４）１６０
［摘要】章比较了聚合物ｐｅｙ－ｂｔｕｅｏｙ【－ｈｎ１ｎｉｌｎ】ｅｉｔｅ —Ｐ绿光电致发光器件老化前后的Ｉ特性曲线及亮文ｈｎＩｓｓｔｔｕｉｄｐｌｐｐｅｙｅｅｖｎｅｅｄｒａｉ（Ｐｖ）ｙｖｖＰ — Ｖ

聚合物太阳能电池材料的研究进展_张超智

［］机光伏技术提供了坚实的基础。据此，１９９３年科学家发明了第一个平面异质结有机太阳能电池９。
平面异质结概念也有一定的局限性：给受体界面的接触面积比较小，并且要求载流子寿命较长以确形成连续保电子和空穴能够达到各自的电极。研究人员将给受体共混体系作为有机光伏器件的活性层，
，之比，最终表示为四种效率的乘积形式：其中Ａ表示光子吸ＥＱＥ（＝ × × × λ） λ） λ） λ） λ）Ａ（ＥＤ（ＣＳ（ＣＣ（ η η η η 收，与受体ＥＤ表示激子扩散，ＣＳ表示电荷分离，ＣＣ表示电荷收集。光电压或者称开路电压（Ｖｏｃ）该能级差是电荷分离的主要驱动力。图２中对比了太ＬＵＭＯ能级和给体的ＨＯＭＯ能级之差密切相关，。短路电流（带隙为１则是电池响应度与阳光谱和典型聚合物太阳能电池的外量子效率光谱（．９ｅＶ）Ｉｓｃ）入射太阳光辐射照度乘积的积分。因此，吸收更宽的太阳光谱与扩大给体的ＬＵＭＯ能级与受体的高效能的聚合物太阳能电池ＨＯＭＯ能级之差分别可提高器件的短路电流和开路电压。材料不断革新，也不断涌现。形貌是体异质结太阳能电池另一重要参数。图３展示出体异质结的优势形貌，即互穿网络
太阳能电池的新领域。经过一系列优化后，基于聚对苯乙炔聚合物太阳能电池的光电转换效率被提高到
［８，１９］。然而，由于相对较低的空穴迁移率和较窄的光吸收范围，使得该聚合物太阳能电池的３．０％以上１［２０］（进一步改善空间比较有限。２可溶性聚噻吩特别是聚（成为聚合物太阳１世纪初，３Ｐ３ＨＴ）－己基噻吩）

共轭导电聚合物电致发光元件的原理及进展

共轭导电聚合物电致发光元件的原理及进展张树永1,周伟舫1,李善君21复旦大学化学系电化学教研室,上海200433;2复旦大学高分子科学系及国家教委聚合物分子工程开放实验室,上海200433摘　要:　本文综述了共轭导电聚合物在电致发光元件中的应用,介绍了导电聚合物发光二极管和导电聚合物电化学发光电池的结构、发光原理及研究进展。

关键词:　共轭导电聚合物;发光二极管;电化学发光电池1　引　言随着人类社会进入信息时代,信息技术的发展愈来愈受到人们的关注。

信息的采集、加工、传输、储存与显示是信息技术的基础。

所谓信息显示即通过信息显示材料,将人眼看不到的电学信号转化为可见的光学信号的过程。

作为信息系统的输出端,信息显示是人们从信息系统中最终获取信息的必要手段和前提。

信息显示分为主动式显示和被动式显示。

在主动式显示中,像元本身由在某种形式的激发下可以产生光发射的发光材料制成。

如采用电场激发发光,则称该材料为电致发光材料。

电致发光器件通常包括高电压驱动的场致发光器件和由低电压驱动的发光二极管(l ight-emitting diode,LED)等[1]。

目前通常使用的半导体LED多采用无机半导体单晶、单晶薄膜或多孔硅及多晶材料作为发光材料。

为获得适宜的波长和量子效率,通常还需将直接带材料与间接带材料以适宜比例混合,普遍存在成品率低、成本高、难以制成大面积元件或稳定性差、发光效率低等问题。

由于LED可应用于一切需要显示的地方,它的发展与高密度显示屏、电视、移动电话、便携式电脑乃至光学计算机的发展均紧密相关,因此人们在改善LED的性能与寿命、开发新型LED材料与器件方面进行了不懈的努力[1～25]。

从70年代开始,人们先后制备了大量的共轭导电聚合物并对它们的结构与性能进行了广泛、深入的研究[6～10]。

共轭导电聚合物在本征态时通常是有机半导体,掺杂后其电导率会大幅度增加而显示金属导电性,并同时具有聚合物优良的成型加工性能,因此在替代无机半导体材料用于电子器件制作上显现出诱人的潜力,目前已制成导电聚合物光电二极管和场效应管等电子元件[10,11],与此同时,聚对苯乙炔(PPV,本文所涉及的导电聚合物的名称与结构均列于表1中)所具有的高量子产率的光致发光现象还促使人们将寻找电致发光材料的着眼点由无机或有机小分子材料[12～15]转向共轭导电聚合物领域。

可交联电致发光聚合物的研究进展

发蓝光，度达到１ｏＣ。亮５ｏｄ
对于可交联聚合物而言，用的交联基团不一样，对应采所
的交联技术也不同，以按照交联基团的不同对可交联聚合物可
进行分类。
皇：鬻：：：器
研园学究地Ｉ界
可交联电致发光聚合物的研究进展
汤多峰朱平杨果
摘要：ＯＥＤ材料的研究中，在Ｌ可交联电致发光聚合物由于其不溶的特性在多层器件中扮演着独特的角色。可以利用热或光固化形成不溶的薄膜。交联技术相对来说具有机理清晰、成型方便、对器件性能影响小等优点，是器件制备中的一个热点。
１０Ｃ０￣以下交联，膜会部分可溶，在１０Ｃ以上交联，以得薄而５￣可到完全不溶的薄膜。制成器件结构为ＩＯｃｓｌｋｄ８（０Ｔ／ｏｓｎｅｂ４ｒｉ
ｎ／Ｂｐｌｔｅｅｍａｉ，ｅｙｅｅ（０ｎ）Ｃｌｕ后，件ｍ）Ｄ，ｏｓｒｎｔｘｐｒＢ６ｍ／ａｉｍＰｙｙｒｌｃ器
光，度超过１０Ｃ。亮００ｄ
通常的电致发光器件为三明治结构，为了实现高效率的而发光，须使得器件的不同的层具有不同的功能，样有利于必这能级的匹配，从而实现载流子的最大传输和复合效率。而对于多层器件而言，与层之间的相互溶解问题必须引起注意。目层前提出了多种解决方案：１采用正交溶剂的方法，如以水溶（）例性的ＰＤＴＰＳ为空穴传输层，在其上用有机溶剂溶解的聚ＥＯ —Ｓ合物为发光层，后用水溶性的电子传输层形成三层结构。（）最２利用前驱体聚合物，通过热转换形成不溶的薄膜，常用的如ＰＶ类。（）常用的方法是利用可交联的聚合物，过旋涂或Ｐ３最通喷墨打印成型后用热或光固化形成不溶的薄膜。交联技术利相对来说具有机理清晰、型方便、器件性能影响小等优点，成对

新型聚集荧光增强芴衍生物的光谱特性及电致发光性能研究

第３３卷，第ａＭ
２０１３年４月
光
ＳｐｅｃｔｒｏｓｃｏｐｙａｎｄＳｐｅｃｔｒａｌＡｎａｌｙｓｉｓ
谱
学
与
光
谱
分
析
Ｖｏ１．３３，Ｎｏ．４，ｐｐ９３５ — ９３９Ａｐｒｉｌ，２０１３
１实验部分
１．１仪器和材料
旋转，阻止无辐射衰减，进而加强了发光体的发射Ｌ８ ’ ９＿。通
收稿日期：２０１２－０８ — ０８。修订日期：２０１２－１２ — １０和ＯＰＴ－２０００型光谱光度
合溶液的光致发光光谱辐照度增强，这是由于该芴衍生物不溶于水，使得材料形成聚集态，导致聚集荧光增强；同时，ＰＬ光谱发生蓝移，这是因为溶液加水后形成芴衍生物的蓝色晶态聚集，这种晶态聚集会导致光
致发光光谱的蓝移，并且晶态聚集越有序，发射的波长越短。另外，新型芴衍生物分子是通过在芴基团上链接四苯基苯和三苯胺官能团，具有抑制浓度猝灭及增强电荷传输能力，因此作为发光层，制得了非掺杂的有机电致发光器件。
光谱（ｐｈｏｔｏｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ，ＰＬ）及紫外一可见吸收光谱（Ｕｖ＿Ｖｉｓ
ａｂｓｏｒｐｔｉｏｎ），并测试了该类材料在丙酮／水混合溶液中的光致发光特性。同时，制备了基于该系列荧光染料的有机电致

噻吩类化合物电致发光材料的研究进展

（）链烷基取代聚噻吩１直无取代的聚噻吩几乎不溶于任何溶剂。但碳原子数目大于４的烷基在３位取代后，就能溶于氯仿等有机极性溶剂中。这是因为烷基取代基降低了高分子链间的作用力，增加了高分子的晶格缺陷，强极性有机溶剂分子的作用下，在
ＴｅＲｓａｃｒｇｅｓｏｉｐｅｅＣｏｏｎｓｉｈｅｅｒｈＰｏｒｓｆｏｈｎｍｐｕｄＴｈｎ
ＥｌｃｒｌｍｉｅｃｃｔｒｌｅｔｏｕｎｓｅｎｅＭａｅｉｓａ
ＦＮｉｏｇＱＩｈｎ－ｉ．Ｕｕ－ｎ，Ｎｕ－ｉ，ＡａｚｉＥＧＷｅｄｎ，ｅｇｊｎＳＮＹｅｍｉＷＡＧＨａｌＹＮＤ－ｈ－Ｚａｇｎ
（ｈｍｉｌｎｉｅｉｅａｔｎｏＳｕｈａｔｎｅｓｙＪｇｕＮｎｎ１０６ＣｉＣｅｃｇｅｒｇｐｒｔｆｏｔｅｓＵｉｒｉ，ｎｓａｊｇ２９，ｈａ）ａＥｎｎＤｍｅｖｔｉｉ０ｎ
Ａｂｔｃ：Ｔｈｓｐｐｒｗａｉｌｏｃｒｅｎｔｅｒｃｎｅｅｒｈｐｏｒｓｆｔｉｐｅｅｓｒｔａｉａｅｓｍａｎｙｃｎｅｎｄｏｈｅｅｔｒｓａｃｒｇｅｓｏｈｏｈｎｃｍｐｕｄｉｅｅｔｏｕｎｓｅｃｍａｅｉｌｗａｓｍｍａｉｅ．Ａｌｙｓｂｔｕｅａｄｏｏｎｓｎｌｃｒｌｍｉｅｃｎｅｔｒｓａｓｕｒｄｚｋ — ｕｓｉｔｄｎｔａｋｘ —ｓｂｔｕｅｐｌｔｉｐｅｅｌｏｙｕｓｉｔｄｏｙｈｏｈｎｗｅｅｅｃｉｅｉｐｒｉｕａ．Ｆｔｒｔｅｄｔｒｄｓｒｄｎａｔｌｒｕｕｅｒｎｗａａｓｂｃｓｌｏｄｓｕｓｄｉｃｓｅ．Ｋｙｒｓｅｅｔｏｕｉｅｃｎｅ；ｈｏｈｎｏｏｎｓ；Ｌｍａｅｉｌｅｗｏｄ：ｌｃｒｌｍｎｓｅｃｔｉｐｅｅｃｍｐｕｄＥｔｒｓａ

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小且激发电压增大。
应 : (1) 改变共轭的电子层密度 ,如烷氧基等
Son[6 ]等用黄原酸盐代替四氢噻吩作为引入增加了电子云密度 ,带隙能减小 ; (2) 取
热消除反应的离去基团 ,可得到含有一定数代基引入后产生位阻效应会使共轭平面发生
量的顺式结构的无定形 APPV ,有效地改善扭曲 ,使有效共轭长度变短 ,带隙能将变大。
图7
2 聚合物电致发光器件的制备与结构
2. 1 聚合物电致发光薄膜的制备在制备聚合物 L ED 的过程中 ,制备出厚
度均匀 ,力学性能好的薄膜是获得高性能电
致发光材料的重要环节 ,方法主要有 : (1) 使用聚合物的有机溶液进行旋转涂敷 ; (2) LB 成膜 ; (3) 通过聚合物电解质离子静电作用的分子自组装成膜技术。 2. 2 聚合物电致发光器件的构造
于合成困难 ,故文献报道很少。
1. 4 其它几种电致发光材料
聚乙烯咔唑 PV K , PV K 由 N - 乙烯基
聚烷基芴 PAF ,聚烷基芴 PAF 具有很咔唑单体经自由基聚合而制得 ,其结构式如
22
聚合物电致发光材料研究进展
图 7 ,此外聚合物混合物为 EML 材料开辟了一条新的途径 ,混合引起发光波长和发光效率的变化。
效率的影响 ,发现其发光强度随着烷基链的
其它的聚噻吩衍生物材料主要有如图 5。
1. 3 聚苯及其衍生物
图5
在 PPP 苯环上引入侧基 ,合成路线 ,如图 6。[13]
图6
在苯环上引入侧基可使 PPV 带隙能增宽的带隙能 ,约为 2. 9 ev (420nm) 。PAF 由
大 ,以期获得蓝色发光材料。
聚合物的电致发光机理有待进一步研究 ,这无疑将为发光效率的提高和聚合物材料的分子设计提供有益的理论依据和指导 , 其次合成新的高量子效率、高纯度的聚合物发光材料 ,满足高色纯度显示的要求。改善发光器件的操作寿命也是一个紧迫的课题。
参考文献
1 Burroughes J H , Bradley DD , Brwm A R et al. Light2emitting Based on Conjugated Polymers. Na2 ture ,1990 ,347 :539～541
PPV 的合成路线[2 ] 如图 1 。PPV 是一种典型的共轭高分子材料 ,许多科学工作者对其作了大量的工作 ,改善 PPV 及其衍生物作为发光材料的性能的途径主要有以下几种。 1. 1. 1 掺杂
Uchida[3 ]等人用 8 - 基喹啉铝 ( Alq) 掺杂的 RV2PPV 的发光颜色可随电压改变 , Colvin 把 PPV 和多层 CdSc 纳米晶体相结合 ,其发光颜色可由电压改变。 1. 1. 2 共聚
杂环聚合物电致发光材料 ,其中研究最多的射复合几率。
衍生物主要是在共轭基因上引入取代基。
王光明[12 ] 等人研究了聚烷基噻吩掺杂
Y ohomor[11 ]等人研究了烷基链长度对具有空穴特性的聚乙烯咔唑后 ,发光强度增
聚 (3 - 烷基) 噻吩的发光颜色和发光亮度及加 ,且发光强度与掺杂量有关。
命短。在先驱体共聚物中引入两种不同性质
Staring[5 ]等用氯甲基化合成路线制备部
图2
分共轭结构双烷基取代 PPV , 其电致发光入取代基可改变带隙能 ,从而获得发不同颜
( EL) 及光致发光 ( PL) 行为研究结果表明 :随色光的材料。
着非共轭单元含量的增加 , EL 发光效率减
在苯环上引入取代基可能带来两种效
2 Wessling R A , Midland , Zimmerman R a ,et al. U S ,3401152 ,1968
3 Uchida M ,Ohmori R ,Noguchi J et al ,Color2varible Light Emitting Diodes Utilizing Conducting Poly2
催化下的缩聚反应 ,合成了含聚对苯乙炔单合成出 M EH2PPV ( 式 2) 其最大发射波为
元和聚对苯撑单元的交替共聚物 ,也可获得 600 nm ,量子效率也得到较大的提高。
蓝色电致发光聚合物。
Hsieh 等[8 ] 用 CRP 路线合成 2 、3 位双
1. 1. 3 在共轭单元上引入大的位阻基团
发光过程可分为激子的形成与激子的衰原理 ,在器件制作时 ,在 ITV 和聚合物之间
2000 年 6 月
中国塑料
23
加入一电子传输材料来增加器件中的传输性 ,使得电子和空穴尽量在发光材料层中复合 ,以产生更多的激子 ,使得发光效率大大提高 ; (3) 在 ITV 电极和聚合物之间增加空穴传输层 ,使得发光效率提高 ; (4) 寻找新的合成方法合成出具有不同共轭结构的共轭聚合物以提高发光效率 ; (5) 寻找各种新的电子传输层材料和空穴传输层材料。
机理类似 ,通电时 ,分别从正极、负极注入空光层中 ,因此为了获得较高的发光效率有以
穴和电子 ,这两种载流子在电场作用下发生下几个途径 : (1) 为了保持载流子的匹配复
迁移 ,它们在聚合物某一处复合成激子 ,然后合 ,当发光材料确定时 ,选择合适功函的材料
激子发生衰减而发光。
作阴极 ; (2) 由于总有一种载流子优先注入的
能 ,较好的加工性和热稳定性 ,克服了无机半导体材料和有机小分子的缺点 ,使得聚合物电致发光材料成为电致发光领域一个新的研究热点。
1 典型的聚合物电致发光材料
具备电致发光的有机材料应有以下必要条件 : ①具有高量子效率的荧光特性 ,并且主要分布在 400～750 nm 的可见光区域内 ; ② 具有良好的半导体特性、或传导电子或传导空穴或两者都能传导 ; ③具有良好的成膜性能 ,其厚度控制在十个到几百个纳米之间 ; ④ 材料性能稳定 ,具有良好的加工等性能。 1. 1 聚对苯炔 ( PPV) 及其衍生物
层结构 ,而阴极、阳极的选择通常是以较高功合辐射衰减而发射光子 ,三线态激子由于其
函的材料作阳极 ,较低功函的材料作阴极。能量比单线态激子低得多 ,其衰减基本是非
3 聚合物电致发光工作原理
辐射的。为了更可能多地形成激子 ,则载流子电
一般聚合物的电致发光机理与光致发光子和空穴必须以相近的比率注入到聚合物发
mers Containing Fluorescent Dye. Jpn. J . Appl
Phys ,1993 ,32 :L921 4 Yang 2 ,Sekolik 1 , Karasz F K. Soluble Blue Light2
Emitting Polymer. Macromolecules 1993 ,26 : 1188 ～1190 5 Staring E G J , Demand RC TE ,Braun D , et al. Photo and Electroluminescence Efficiency in Solu2 ble Poly ( dialky12p2pheny12enevinylene ) . Adv Mater. 1994 ,6 :934～937 6 Son 5 ,Dodab Alapur A ,lovinger A Jet al. Lumines2 cence Enhancement by t he Introduction of Disorder into Poly ( p2plenylenevinylene ) . Science , 1995 , 269 :376～378 7 Hilberer , A. H , Brouuer U T Macromolecules , 1995 ,28 :4525～4530 8 Hsieh B R ,Antoniadies Homer ,Bland D C et al. Chlorine Precursor Route ( CPR) Chemistry to Poly ( p2phenylenevinylene ) Based on Light Emitting Dioeds. Adv. Mater ,1995 ,7 (1) :36～38 9 Greenham N G ,Moratlt S C ,Bradley D D C et al. Efficient Light2emittimg Diodes Based on Polymers wit h High Electron Affinities. Nature , 1993 , 365 : 628～630 10 刘承美 ,陈继兰 ,等. 去卤缩聚合法合成蓝色电致发光聚合物聚 (2 ,5 - 二庚基) 双苯乙炔 ,功能高分子学报 ,1998 ,11 (3) :397～401 11 Y Ohomor ,Uchida M ,Muro K et al. Visible2light
Yang[4 ]等人用 Witting 反应得到 PPV
20
聚合物电致发光材料研究进展
图1
衍生物 ,其分子链结构具有确定长度的硬段的离去基团 ,通过选择性消除其中一种基团
加柔段 ,是可溶性发蓝光共聚物 (如图 2) ,其得到的共聚物主链既有共轭段又有非共轭段
发射波长为 456 nm ,但其量子效率较低且寿的非平面型 PPV ,可提高其发光效率。
0 前言
电致发光材料在信息显示、光信息处理、光通迅及其它光电子领域有着广泛而重要的应用价值 ,因而成为当今前沿研究课题。
目前无机半导体电致发光器件 (半导体二极管、半导体薄膜、半导体粉末) 的发光理论及制备工艺较成熟 ,但在制作大面积的发光器件和显示屏时加工工艺较为复杂 ,驱动电压高 ,发光效率低及难于制作发蓝光 (短波长) 的器件 ,由于这些缺陷 ,使得无机电致发光材料的研究处于停滞阶段 ,有机小分子虽然克服无机电致发光材料的诸多缺点 ,但这些有机小分子材料在电致发光时往往发生结晶而损害器件 ,且器件的稳定性与力学性能差 ,因此寻求一种性能更优的电致发光材料成为目前研究的热点。