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电致发光量子点材料
电致发光量子点（Electroluminescent Quantum Dots）是一种新型的发光材料，具有优异的光电性能和调控性。
本材料由纳米尺寸的半导体颗粒构成，可以在电场激励下发射
可见光。
制备电致发光量子点的方法主要包括热分解法、溶液法和气相沉积法。
对于热分解法，先将金属前驱体（如金属鹅卵石矿、金属氧化物或金属甲酸盐）溶解在有机溶剂中，然后
在高温下加入表面活性剂，通过热解使前驱体成核并生长成量子点。
溶液法是将前驱体溶
解在溶剂中，然后通过热解或光解、氧化还原等反应使其形成量子点。
气相沉积法则是将
前驱体蒸发或溶解在气体载气中，然后在高温下使其气体相转变为固体相。
电致发光量子点具有调控发光波长的优点，可以通过改变量子点的尺寸和组成来实现。
这种材料还具有较高的量子效率、较长的寿命和优异的色纯度。
在应用方面，电致发光量
子点被广泛应用于LED显示器、照明、生物成像等领域，具有重要的应用潜力。
需要注意的是，电致发光量子点的制备过程需要进行严格的实验条件控制，并且在实
际应用中仍然存在一些挑战，如量子点表面的稳定性、合成成本和环境友好性等问题。
未
来的研究将需要进一步改进材料制备技术，以实现电致发光量子点的商业化应用。
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。
有机电致发光材料及器件导论引言：近年来，由于有机电致发光材料及器件的研究和应用取得了巨大的进展，成为光电领域的研究热点之一、有机电致发光材料及器件具有很高的发光效率、易于制备、柔性可折叠等特点，被广泛应用于平板显示、照明、生物传感等领域。
本文将介绍有机电致发光材料及器件的基本原理、制备方法以及应用前景。
一、有机电致发光材料的基本原理有机电致发光材料是一种能够通过施加电场来实现发光的材料，其基本原理是在有机半导体材料中注入载流子，通过载流子在材料中的扩散和再组合过程中释放出能量，从而产生发光。
一般来说，有机电致发光材料包括发光层、载流子注入层和电极层等。
载流子注入层用于实现载流子从电极注入到发光层，电极层用于提供足够的电场以驱动载流子在发光层中运动。
二、有机电致发光材料的制备方法1.分子设计法：有机电致发光材料的制备通常需要合成复杂的有机分子，具有特殊的分子结构和能级分布。
通过分子设计法，可以设计出具有良好光电性能的有机分子，进而制备出高效的电致发光材料。
2.整体法：整体法是一种将有机分子溶解在溶剂中，通过溶液沉积、旋涂等技术制备电致发光材料的方法。
这种方法制备的电致发光材料结构均匀、制备成本较低，但是光电转换效率较低。
3.蒸发法：蒸发法是一种将有机分子在真空条件下蒸发沉积在基板上的方法。
这种方法制备的电致发光材料具有较高的光电转换效率和较好的膜层质量，但是制备过程较为复杂。
三、有机电致发光器件的制备方法1.有机电致发光二极管（OLED）：OLED是一种采用有机电致发光材料制备的光电器件，具有高亮度、广色域、快速响应等特点。
OLED器件由ITO透明导电玻璃基板、有机电致发光层、载流子注入层和金属电极等组成。
制备OLED器件的方法主要有真空蒸发法、旋转涂敷法和喷墨印刷法等。
2.有机电致发光场效应晶体管（OFET）：OFET是一种利用有机电致发光材料制备的场效应晶体管。
OFET器件由基底、源极、漏极和门极等组成，其中源极和漏极之间的有机电致发光材料层起到了发光的作用。
电致发光材料
电致发光材料（Electroluminescent Materials，简称EL材料）是一种能够在电
场的作用下产生发光现象的材料。
它具有在室温下工作、发光效率高、寿命长、能耗低等优点，因此在显示、照明、生物医学、安全标识等领域有着广泛的应用前景。
EL材料的基本原理是在外加电场的作用下，通过电子和空穴的复合发生辐射
而产生光。
目前，主要的EL材料包括有机EL材料和无机EL材料两大类。
有机EL材料是指以有机化合物为基础的EL材料，其优点是制备工艺简单、
可制备成薄膜、柔性度高，适合于柔性显示器件的制备。
有机EL材料的发光颜色
丰富，可以通过不同的有机分子设计实现多种颜色的发光，因此在显示领域有着广泛的应用前景。
无机EL材料是指以无机化合物为基础的EL材料，其优点是发光效率高、寿
命长、稳定性好，适合于大面积照明和显示领域的应用。
无机EL材料的发光机理
复杂，通常包括发光中心和激活剂等组成，通过控制发光中心和激活剂的种类和浓度可以实现不同颜色的发光。
除了有机EL材料和无机EL材料，近年来还出现了混合型EL材料，即有机无
机杂化EL材料。
混合型EL材料综合了有机EL材料和无机EL材料的优点，具有
发光效率高、寿命长、制备工艺简单等特点，因此备受关注。
随着科学技术的不断发展，EL材料的研究和应用也在不断拓展。
未来，随着
新材料、新工艺的不断涌现，EL材料将会在显示、照明、生物医学等领域发挥越
来越重要的作用，为人类社会的发展和进步做出更大的贡献。
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。
聚硅烷电致发光材料随着光电功能材料的深入研究,共轭聚硅烷受到极大关注。
1998年, Y·H·Xu等人首次成功地用聚甲基苯基硅烷制成了能发出绿色光的电致发光器件、场致发光器件,可作为光源或显示器。
单用聚硅烷制作的电致发光器件的主要缺陷是稳定性差和量子效益太低。
聚硅烷是典型的P型掺杂半导体,具有较高的空穴传输能力(约10-41/cm2·s),可用作空穴传输材料;具有光导性,能强烈吸收近紫外光; stokes位移很小,能发出强烈的紫外荧光。
这对于制备紫外和近紫外发光二极管(LED)非常具有吸引力。
由于聚硅烷对空穴具有优良的传导能力和对电子的传输较困难,导致聚硅烷在电致发光过程中空穴在材料内部聚集,发光层仅靠近阴极侧的界面,形成影响发光的缺陷。
解决这个问题较适合的办法是将σ共轭聚合物与π共轭聚合物进行共聚或将具有共轭π键结构的侧基引入到聚硅烷的硅原子上。
【注：文献1】薄膜电致发光材料薄膜在光电子领域最有前景的应用就是薄膜电致发光。
由于阴极射线管(CRT)显示具有体积大、功耗高等自身难以克服的缺点,显示技术的发展方向是平板化。
在众多的平板显示技术中,TFEL显示技术由于其主动发光、全固体化、耐冲击、视角大、适用温度宽、工序简单等优点，已引起了广泛的关注,发展迅速。
自从1974年日本Sharp公司的InoguchiT首先实现了薄膜电致发光后,随着技术的不断进步,现在已经实现了全色薄膜电致发光显示。
主要有红色、绿色、蓝色以及白色电致发光材料。
1红色发光材料在20世纪80年代初基于ZnS:Mn的单色TFEL显示已经实现商业化,而且它们的性能到今天一直在完善。
因为ZnS:Mn薄膜发光体发出的桔黄色光具有最高的亮度和发光效率,所以使商业应用成为可能。
ZnS:Mn的发光光谱来自Mn的4T1(3d)-6A1(3d)的层内跃迁。
它的发光亮度和效率可分别达到在60Hz时300cd/m2和在1kHz时2~4lm /W。
这是由于Mn离子和Zn离子有着同样的价态(+2)和在ZnS晶格中与Zn离子有着相似的离子尺寸(仅仅差8% )。
Zn2+和Mn2+的离子半径分别为0. 074、0. 080nm。
这样,Mn可以在低温下被掺入到ZnS里,并且能均匀地分布,因此,能够得到大碰撞截面(2×10-1cm2)。
可以用1个红滤光片滤掉ZnS:Mn发出的黄光来得到明亮的红光。
Tuenge R T和Kane J报道了使用CdSSe制成的无机薄膜长波滤光片得到了明亮的红光。
其他红色发光材料有CaS:Eu和ZnS: Sm,它们均不需要滤光即可得到红光,但目前还不能达到TFEL所需要的亮度要求。
CaS: Eu薄膜的最高发光效率为0. 21m /W[4],但它还远远小于ZnS:Mn的发光效率。
2绿色发光材料最有前景和亮度最高的绿光TFEL发光体为ZnS:Tb,F。
它首先是在1968年由KahngD得到的,由于发光中心被认为是TbF3分子形成的,所以称作LUMOCEN(Luminescent fromMolec-ularCenter)。
从那以后,通过优化F/Tb比例、增加电荷补偿,例如引入氧以及引入Ag、Cu、Ce等共掺杂物等方法来完善ZnS:Tb, F的亮度和效率。
现在通过溅射方法制备的ZnS: TbOF薄膜电致发光器件的发光效率可达到1lm /W。
ZnS:Tb的发光峰值在545nm处,其CIE坐标值为x=0. 31,y=0. 60,这与CRT显示采用的绿光标准非常接近。
该薄膜的发光是由于Tb离子的跃迁引起的。
氧和氟加入该发光体能够完善器件的性能。
Sohn SH等人认为由于这两种元素的加入使材料更有利于晶化,从而减少了发生无辐射跃迁的场所。
【注：文献2】聚芴类电致发光材料与传统的已经得到普遍应用的电致发光技术(如阴极射线显示CRT、液晶显示LCD、等离子体显示PDP等)相比,有机聚合物电致发光技术优点十分突出:(1)可以使用较低的直流驱动电压、能耗少,可与集成电路驱动相匹配;(2)电致发光的有机聚合物品种丰富,发光波长容易通过化学方法便捷地调节,容易实现全彩显示;(3)自发光机理,亮度大、效率高、视角广,响应时间短(通常在微秒级),可实现超薄的大面积平板显示;(4)制作工艺简单,有机聚合物的机械加工性能良好,可以制作各种形状的显示设备,甚至可以卷曲和折叠而不影响器件性能。
在各类电致发光共轭聚合物中,聚芴类衍生物具有一些引人注目的特点:芴单元是刚性共平面的联苯结构,C-9位置可以方便地引入各种取代基团以改善溶解性能及超分子结构,而不会引起显著的空间位阻影响主链的共轭;聚芴类衍生物具有很好的热稳定性、光稳定性和化学稳定性;聚芴类衍生物的光致发光(PL)和电致发光(EL)效率合适,能满足显示技术的要求。
受到聚芴类电致发光材料的巨大应用潜力的吸引,相关研究工作一直非常活跃。
充分利用有机聚合物的化学结构易于修饰的优势,在研究构效关系的基础上,通过改变聚合物的主链或侧链结构从而有效优化聚合物的各项性能,是通常采用的促进聚芴类电致发光材料可实用化的途径。
直接面向器件制造的聚合物：将聚芴类材料用于显示技术时,需要将聚合物首先沉积在基质上随后进行模式化处理以得到全彩显示和特定的图案。
目前广泛使用的技术有三种:区域选择性的电聚合方法;光化学模式化方法;非反应性技术。
其中非反应技术简单方便,成本低,且不会因为辐射等原因破坏聚合物的结构,已经发展起来的技术有栅格打印、喷墨打印和软平板印刷等。
由于现代社会信息量的爆炸式增长,人们需要各种形式各种规格的显示屏应用于移动电话、汽车、便携式电脑、传真设备等场合。
聚合物电致发光技术可以应用在一切需要显示技术的领域,最广阔的前景在于高密度显示屏或者电视。
聚芴类发光材料综合性能优异,在电致发光领域具有巨大的潜力,目前已经有商品化的材料出现。
迫切需要解决的问题是:高效稳定的蓝光材料;能够实现载流子平衡的多功能聚合物;LED器件结构的突破性发展;电致发光的基本物理和化学问题仍然没有彻底研究清楚;仍然缺少高效、简单、不需要贵金属催化剂的合成路线。
尽管如此,随着物理、化学、材料、器件交叉研究的深入,各种技术的不断突破,必将大大加快聚芴类发光材料的可实用化和产业化进程。
【注:文献3】新型蓝色电致发光材料———联苯乙烯衍生物的合成及发光性质研究首次合成了一种新型的蓝色电致发光材料———联苯乙烯衍生物4,4′-双[2,2-(1-萘基,苯基)]苯乙烯基)-1,1′-联苯(NPVBi),由于材料有较高的玻璃化转变温度,使它具有较好的热稳定性。
制备了结构为ITO/TPD/NPVBi/Alq/LiF/Al的电致发光器件,研究了其电致发光性质,得到了色纯度较好的蓝色发光。
特别是器件在不同的工作电流下,色坐标基本不变,色度相当稳定。
研究表明NPVBi有望成为一种良好的蓝色发光材料。
有机薄膜电致发光研究的目标是发展彩色显示,为了实现彩色显示,需要红、绿、蓝3种基色,或者利用颜色转换介质(CCM)技术,把蓝光转换为红光和绿光,从而实现彩色显示。
因此研究蓝色发光材料具有重要意义。
蓝色发光材料通常具有较大的禁带宽度,大大地影响了载流子尤其是电子的有效注入,使得蓝色电致发光器件的效率一般比绿光和红光器件要低。
尽管人们对有机蓝光材料进行了大量研究,然而有效的蓝色发光材料仍然比较少,目前蓝光材料主要包括联苯乙烯(distyry-larylenes,简称DSA)衍生物,金属螯合物、二唑衍生物、蒽类衍生物和稀土配合物等。
在各种蓝色发光材料中,联苯乙烯衍生物是最有前途的一类材料,关于这类材料已有一些报道。
在这类材料中比较典型的材料是DPVBi(4,4′-二(2,2-二苯乙烯基)-1,1′-联苯),它是一种目前比较好的蓝光材料,但DPVBi的玻璃化温度Tg不到100℃,其热稳定性有待于进一步提高。
本文首次合成了一种稳定性比DPVBi好的DSA衍生物4,4′-双[2,2-(1-萘基,苯基)]苯乙烯基)-1,1′-联苯(NPVBi),用NPVBi作发光层制作了结构为ITO/TPD/NPVBi/Alq/LiF/Al的电致发光器件,研究了其电致发光光谱,亮度-电压,电流密度-电压及在不同电流下的EL 光谱特性。
【注：文献4】新型电致发光材料1,5-萘二胺衍生物的合成和性质研究合成了一种新型的有机电致发光材料:N,N’-二苯基-N,N’-二(1-萘基)-1,5-萘二胺(NPN),测定了其吸收光谱和荧光发射光谱.该材料具有很好的热稳定性,DSC测定其玻璃化温度(Tg)高达127℃,循环伏安法(CV)测定其电离势(Ip)为5.30 eV,可望用作有机电致发光空穴传输或蓝色发光材料.空穴传输材料是有机电致发光器件的重要组成部分.在有机电致发光器件中,从阳极注入的空穴经过空穴传输层的传输,与阴极传来的电子在发光层内复合,从而激发发光层分子产生单重态激子,单重态激子经辐射弛豫而发光[1].作为空穴传输材料,不仅要具有较低的电离势以降低空穴传输层与阳极之间的能垒,同时还应该有较高的玻璃化温度和较好的成膜性,以此来增加器件的稳定性,延长器件的寿命.三苯胺类衍生物是应用最广泛的空穴传输材料,它们有较高的空穴迁移率,比一般的电子传输材料的电子迁移率高两个数量级[2],是性能优良的空穴传输材料.但它们的玻璃化温度偏低是一个明显的缺点[3,4],如N,N’-二苯基-N,N’-二(3-甲基苯基)-1,1’-联苯-4,4’-二胺(TPD,Tg=60℃),N,N’-二苯基-N,N’-二(1-萘基)-1,1’-联苯-4,4’-二胺(NPB,Tg=100℃).我们在TPD和NPB结构基础上,设计并合成了一种新型的空穴传输材料:N,N’-二苯基-N,N’-二(1-萘基)-1,5-萘二胺(1,5-bis[N-(1-naphthy)-N-phenyl]naphthalene diamine, NPN).该材料不仅保持了TPD和NPB良好的空穴传输性能,而且具有较高的玻璃化温度和较好的成膜性,有望成为优良的空穴传输材料.【注:文献5】聚对苯撑乙烯类电致发光材料研究进展聚对苯撑乙烯衍生物(PPVs)材料目前已经广泛应用于有机电致发光器件、有机太阳能电池、有机场效应晶体管、有机激光和化学与生物传感等先进材料科学与技术领域的研究、开发和产业化中。
