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有机高分子光电功能材料与器件
有机高分子光电功能材料与器件是一类应用广泛的材料，其中包括了有机发光二极管、有机太阳能电池、有机场效应晶体管等，这些器件都具备较高的电光转换效率和较低的制造成本，因而受到了广泛的关注。
有机高分子光电功能材料与器件的制备是一个比较复杂的过程，需要经过多个步骤。
首先，需要选取适合的有机高分子材料，这些材料既要具备较高的电导率和发光效率，又需要耐光性好，稳定性高，易加工等特点。
其次，在制备过程中还需要使用一些添加剂，如共聚物等，来提高材料的性能和可加工性。
在制备器件前，需要对材料进行表征和性质测试，例如利用紫外-可见吸收光谱、荧光光谱等手段来分析材料的光学性质；利用扫描电镜、原子力显微镜等手段来观察材料形貌和微观结构等。
最后，才是制备器件的过程。
例如，在制备有机发光二极管时，需要将有机高分子材料涂覆在透明的ITO导电膜上，在其中加入一些掺杂分子，这样可以改变有机高分子的导电性质和荧光颜色。
制作好电极后，通过在电极之间加上适当的电压，就可以将有机高分子材料激发出荧光，从而实现发光二极管的发光效果。
总之，有机高分子光电功能材料与器件是一项非常重要的研究领域，它在显示、照明、能源等领域有广泛的应用前景。
在日后的研究中，我们还需要不断优化制备工艺，提高材料的性能和设备的转换效率，以更好地满足实际应用的需求。
共轭高分子构建有机电致发光材料随着科技的进步和人们对环保、节能的追求，有机电致发光材料作为新一代发光材料备受关注。
其中，共轭高分子材料因其独特的电致发光特性而成为研究热点。
本文将重点探讨共轭高分子在构建有机电致发光材料方面的应用。
共轭高分子是由具有π电子的共轭系统连接而成的高分子。
它们具有良好的导电性和光学性质，可以通过调整共轭系统的结构和改变共轭系统的长度来实现不同颜色的发光。
在有机电致发光材料领域，共轭高分子具有以下几个方面的优势。
首先，共轭高分子具有较高的载流子迁移率。
共轭系统中的π电子能够在分子内自由传递，因此共轭高分子具有良好的电子传输性能。
同时，与传统的发光材料相比，共轭高分子的载流子迁移率更高，有利于提高材料的发光效率。
其次，共轭高分子能够通过固态聚集诱导发光（AIE）效应来提高发光效率。
传统的有机发光材料在溶液状态下通常会发生聚集引起的荧光猝灭现象，导致发光效率低下。
而共轭高分子由于其特殊的分子结构，可以在固态聚集状态下发射荧光，极大地提高了发光效率。
此外，共轭高分子具有良好的机械可加工性。
由于其分子链结构的可调性，共轭高分子材料可以采用不同的制备方法制备成薄膜、纳米颗粒等形式，并且能够通过改变共轭结构来调控材料的光学性质。
这使得共轭高分子在多种载体中的应用非常灵活。
在实际应用中，共轭高分子构建的有机电致发光材料已广泛应用于照明、显示、生物医学等领域。
首先，在照明领域，共轭高分子材料可以制备出高亮度、高效率的有机发光二极管（OLED）。
OLED作为新一代照明技术，具有色彩饱和度高、能耗低、可柔性等优势，已经成为发展方向。
而共轭高分子材料的应用使OLED的发光效果更加均匀且可调，能够满足更多场景下的照明需求。
其次，在显示领域，共轭高分子材料可以用于构建有机发光场效应晶体管（OFET）。
OFET作为一种新型的显示技术，具有反应速度快、透明度高等优势，因此被广泛应用于触控面板、柔性显示等领域。
关于荧光材料的文献及分析关于荧光材料的文献及分析总的说来，荧光材料分有机荧光材料和无机荧光材料。
有机荧光材料又有有机小分子发光材料和有机高分子光学材料之分。
有机小分子荧光材料种类繁多，它们多带有共轭杂环及各种生色团，构造易于调整，通过引入烯键、苯环等不饱和基团及各种生色团来改变其共轭长度，从而使化合物光电性质发生变化。
如恶二唑及其衍生物类，xx及其衍生物类，罗丹明及其衍生物类，香豆素类衍生物，1,8-萘酰亚胺类衍生物，吡唑啉衍生物，三苯胺类衍生物，卟啉类化合物，咔唑、吡嗪、噻唑类衍生物，苝类衍生物等。
它们广泛应用于光学电子器件、DNA诊断、光化学传感器、染料、荧光增白剂、荧光涂料、激光染料[7]、有机电致发光器件(ELD)等方面。
但是小分子发光材料在固态下易发生荧光猝灭现象，一般掺杂方法制成的器件又容易聚集结晶，器件寿命下降。
因此众多的科研工作者一方面致力于小分子的研究，另一方面寻找性能更好的发光材料，高分子发光材料就应运而生了。
有机高分子光学材料通常分为三类：(1)侧链型：小分子发光基团挂接在高分子侧链上，(2)全共轭主链型：整个分子均为一个大的共轭高分子体系，(3)部分共轭主链型：发光中心在主链上，但发光中心之间相互隔开没有形成一个共轭体系。
目前所研究的高分子发光材料主要是共轭聚合物，如聚苯、聚噻吩、聚芴、聚三苯基胺及其衍生物等。
还有聚三苯基胺，聚咔唑，聚吡咯，聚卟啉[8]及其衍生物、共聚物等，目前研究得也比较多。
常见的无机荧光材料有硫化物系荧光材料、铝酸盐系荧光材料、氧化物系荧光材料及稀土荧光材料等。
碱土金属硫化物体系是一类用途广泛的发光基质材料[8211]。
二价铕掺杂的CaS及SrS可以被蓝光有效激发而发射出红光,因而可用作蓝光LED晶片的白光LED的红色成分,可制造较低色温的白光LED,其显色性明显得到改善,目前使用的红粉硫化物体系主要是(Ca1-X,SrX)S:Eu2+体系,在蓝区宽带激发,红区宽带发射。
高分子材料的光学亮度与发光机制研究摘要：高分子材料的光学亮度与发光机制是当前材料科学研究领域的热点之一。
光学亮度作为一种重要的物理性能指标，对于材料的应用具有重要意义。
本文将介绍高分子材料的光学亮度和发光机制的研究进展，包括发光材料的分类、光学亮度的定义与评价以及不同发光机制的研究。
一、引言随着人们对材料性质的需求不断提升，高分子材料作为一类重要的功能材料，其在光电、显示、传感等领域得到了广泛应用。
而光学亮度作为一个重要的评价指标，在高分子材料的研究中占据着重要地位。
本文旨在探讨高分子材料的光学亮度与发光机制，为材料科学研究和应用提供参考。
二、高分子材料的光学亮度分类1. 荧光材料荧光材料是一类能够将电能或光能转化为荧光的材料，其具有良好的发光特性和较高的光电转换效率。
荧光材料的发光机制主要有激发态传能和自激励辐射两种方式。
以聚苯乙烯为代表的高分子荧光材料在有机光电器件和生物荧光成像等领域具有广阔的应用前景。
2. 磷光材料磷光材料是一类通过磷光激发产生发光的材料，其发光机制主要由磷光矢量耦合效应和电荷传输机制共同作用。
磷光材料的发光特性使其成为照明和显示领域的重要候选材料。
3. 共振发光材料共振发光材料是一类通过共振增强效应产生高强度发光的材料，其发光机制主要依赖于光学共振和多光子吸收。
共振发光材料可以在光学器件中实现高亮度和高效率的发光，因此在LED和激光器等领域有着广泛的应用。
三、光学亮度的定义与评价方法光学亮度是表征材料发光强度的物理量，通常用亮度单位流明/平方米（lm/m²）来表示。
光学亮度的评价可以从发光强度、光谱特征及色彩特性等方面进行。
常用的评价指标包括光谱辐射功率、亮度温度、色坐标等。
四、高分子材料的发光机制研究进展1. 激子共振激子共振是高分子材料中常见的一种发光机制，它由高分子材料中的载流子与激子相互作用而产生。
激子共振的发光机制主要包括激子重组和激子晶格耦合。
研究激子共振有助于提高高分子材料的光学亮度和发光效率。
有机发光材料的研究及应用有机发光材料是一种新型的半导体材料，具有很高的发光效率和可塑性，并且可以通过改变分子结构调整其发光颜色和性能，应用潜力十分巨大。
一、有机发光材料的研究有机发光材料的研究始于20世纪60年代，起初只是简单的发光分子的合成和探索。
发展到现在，研究者已经研发出了各种各样的有机发光材料，包括有机小分子、高分子、量子点等。
其中，最具代表性的就是有机小分子材料和聚合物材料。
有机小分子材料具有发光效率高、发光颜色可调、电子传输速度快等优点，被广泛应用于有机发光二极管、有机太阳能电池、白光发光二极管等领域。
聚合物材料具有更好的可塑性和制备性能，常应用于柔性显示、生物医药等领域。
在有机发光材料的研究过程中，我们还需考虑到这些材料的光电性能、化学稳定性、热稳定性等因素，以及如何改变材料分子结构以达到不同的发光性能。
二、有机发光材料的应用1. 室内与室外照明有机发光材料可以用于室内与室外照明，其发光效率比传统的荧光灯和白炽灯更高，而且可以调整发光颜色和光强度，提高照明效果。
此外，其柔性和可塑性也使其可以应用于各种形态和尺寸的灯具设计。
2. 柔性显示屏柔性显示屏是当前比较热门的研究领域，有机发光材料的柔性和可塑性使其可以应用于柔性显示屏上。
采用有机发光材料做成的柔性显示屏可以轻便、柔软，而且图像显示效果更加清晰。
3. 生物医药领域有机发光材料在生物医药领域的应用十分广泛。
利用其发光性能和柔性可塑性，可以应用于细胞成像，药物传递，生物传感器等领域，为生物医药领域的发展提供了新的可能性。
4. 汽车照明有机发光材料可以应用于汽车照明系统中，如头灯、尾灯，以及车内照明等。
其发光颜色可调、发光效率高，不仅可以提高行车安全，还可以为汽车外观和内部氛围带来更好的视觉效果。
总之，有机发光材料的研究和应用给我们带来了很多的想象空间，它不仅极大地推动了电子技术、材料科学等领域的发展，同时也在各个实际应用领域中发挥了重要作用。
有机高分子荧光材料09级化学化工系化学工程与工艺（2）班徐世贵指导老师：靳文娟摘要:有机高分子材料广泛应用于通讯、卫星、雷达、显示、记录、光学计算机、生物分子探针等高科技领域。
发光材料可分为无机发光材料和有机发光材料两大类。
具体的，无极荧光材料，有机小分子发光材料，有机高分子发光材料金属配合物发光材料，共轭聚合物发光材料等。
本文对比分析了各类型荧光材料的特点及应用范围,并对有机荧光高分子材料做了具体讨论，以及展望.关键字:荧光材料高分子材料方向共聚物organic polymer materialsAbstract:organic polymer materials are widely used in communications,satellite,radar,display,records, optical computers,biological molecules probe and other high-tech areas.Luminescence materials can be divided into inorganic luminescence materials and organic light-emitting materials two kinds big. Specific,electrodeless fluorescent material,small organic molecules luminescence materials,organic polymer light-emitting materials metal complexes luminescence materials,polymer light-emitting materials conjugate etc.This paper analyzes the characteristics of various types of fluorescent material, and application scope of the organic fluorescence polymer materials made specific discussion,and prospected.Key word:fluorescent material copolymer macromolecule material direction目录摘要: (i)Abstract: (ii)引言 (ii)1.荧光材料的分类 (ii)1.1有机高分子发光材料 (ii)1.1.1稀土高分子荧光材料的特点 (ii)1.1.2金属配合发光材料的特点 (iii)2.对各类材料的特点的分析 (iii)3.有机高分子荧光材料 (iv)3.1药品仪器 (iv)3.1.1药品 (iv)3.1.2仪器 (iv)3.2实验步骤 (iv)3.2.1合成路线 (iv)3.2.2合成方法 (v)3.3结果与讨论 (v)3.3.1红外分析 (v)4.有机高分子荧光材料发展方向和展望 (vii)参考文献 (viii)引言发光材料自始至终贯穿在人类文明的历史长河.它广泛应用于通讯、卫星、雷达、显示、记录、光学计算机、生物分子探针等高科技领域.特别是已进入信息时代的今天,满足各种信息显示需求的发光材料发展尤为迅速.发光材料可分为无机发光材料和有机发光材料两大类.与无机材料相比,有机材料具有更高的发光效率和更宽的发光颜色选择范围,并且具有容易大面积成膜的优越性.近年来,关于有机发光材料的研究愈来愈引起人们的兴趣.有机物发光领域包括光致发光、电致发光、化学发光、生物发光等.而近年来发展最快的是有机薄膜电致发光.1.荧光材料的分类1.1有机高分子发光材料有极高分子发光材料具有以下特点：1)玻璃化温度高,有高的热稳定性;2)制作EL器件工艺简单,不需要复杂的设备,因而有可能降低器件制作成本;3)易于实现大面积器件.共轭聚合物发光材料的特点。
这里以聚对苯乙炔为例：1990年,Burroughes等用PPV制备的发光二极管,得到了直流偏压驱动小于14V 的蓝绿色光输出,其量子效率为0.05%.1994年N.C.Greenham[1]等人合成了分子量为4000的聚苯乙烯衍生物(化合物5),用其制备的LED发射红光,发光效率为0. 02%.可以看出用聚苯乙烯为材料合成的荧光材料的发光材料的效率更高。
1.1.1稀土高分子荧光材料的特点这里同样就以与甲级聚丙烯酸酯为例：1963年,Wolff等[2]研究了Eu(TTA)3在聚甲基丙烯酸酯中的荧光和激光性质,开创了稀土高分子研究新领域.近年来,稀土高分子化合物又成为发光材料研究的热点[3～6].稀土离子与含吡啶基,β2二酮基,羧基,磺酸基的高分子配位,可制成含Eu3+或Tb3+的稀土高分子发光材料.前者产生613nm290辽宁师范大学学报(自然科学版)第24卷的红色荧光,后者发射545nm的绿色荧光[7].此外,Eu2+与含冠醚的高分子配体作用,可获得产生强蓝色荧光材料[8].1.1.2金属配合发光材料的特点这里也就以金属与羟基喹啉类发光材料为例：1987年,C.W.Tang[1]用82羟基喹啉铝2AlQ3作为发光层制成了有机电致发光器件,之后人们不断探索Al以外的金属(Ca,Be,Zn,Mg,Ga等)与羟基喹啉形成的配合物发光材料.Burrows[9]等研究了Gaq3和Alq3的发光性能.两者相比,Alq3的光致发光光谱强度是Gaq3的4倍.但从驱动电压,电致发光量子效率和稳定性看,Gaq3是更好的显示器件.同时,对配体的改进也可以使配合物的性质发生变化.例如,在82羟基喹啉的5为上引入Cl,使膜的稳定性增加,器件寿命延长.表1列出部分金属2羟基喹啉类螯合物及其发光性能.2.对各类材料的特点的分析综述以上的讨论与分析对比，我们可以明确得知：⑴，有机高分子材料有高的热稳定性;制造器件工艺简,不需要复杂的设备;可以实现大面积器件；发光的效率很高的。
⑵，稀土高分子材料具有光、电、磁等许多特性，同时可以发出高强度的荧光；但稀土高分子材料存在着难加工成型、价格高等问题;并且存在稳定性差。
⑶，金属配合物发光材料的发光性能比传统的强；它的膜的稳定性强,器件寿命长等特点；同时它的制备工艺复杂，常量非常的低，很难大规模生产化。
通过以上对比分析各种荧光材料都有其特点，其中有机高分子荧光材料更具有优势，且市场前景存在潜在的价值。
3.有机高分子荧光材料在这里，就以芳香共聚物的合成为例子进一步探讨有机高分子荧光材料的特点与性能以及它的优越性。
3.1药品仪器3.1.1药品氯甲基化聚苯乙烯(PS-CH2C l):氯含量20%,交联度4%;对苯二胺:A.R.;间苯二胺:A.R.;无水乙醇:A.R.;氢氧化钠:A.R.;四丁基溴化铵:A.R.。
3.1.2仪器圆底烧瓶;回流冷凝管;红外分光光度计;荧光光谱FS仪3.2实验步骤3.2.1合成路线3.2.2合成方法在氮气的保护下，将乙醇中膨胀24h的氯气与等摩尔量的小分子A,氢氧化钠和乙醇,一起回流24h,再加入少量四丁基溴化铵,继续回流6h后,冷却,抽滤,用水、乙醇分别洗涤,然后在乙醇中抽提12h,即得产物,分别用下式表示:PS-Ap,PS-Am(合成中氯球与小分子A的量可依据实验的需要随时决定用量)。
3.3结果与讨论3.3.1红外分析从图1可以很清晰地看出,两种小分子与反应物氯甲基化聚苯乙烯(a)反应得到的高分子化合物(b,c)的IR图有明显的不同。
图b、c中在2850cm-1,2920cm-1附近有-CH2-和-C-H的吸收,且在1314cm-1附近有-C-N-吸收,在3500cm-1附近有-N-H吸收,这就证明小分子已经担载到了高分子上。
小分子担载到高分子上后,苯环的弯曲振动与伸缩振动峰均发生移动,=C-H吸收峰位置也有一定的变化。
高分子担载不同小分子后,其原有基团的特征峰位置变化并不明显,如苯环的吸收峰,=C-H的吸收峰,-CH2-和-C-H的吸收峰。
只是担载后由于新键的生成,在1314cm-1附近有-C-N-吸收,在3500cm-1附近有-N-H吸收。
在图中还可看出图b与c中各峰位置基本相同,只是峰的强度有所不同,这也说明担载的小分子结构是相似的。
3.4荧光分析法荧光光谱在室温下测定,入射和出射狭缝均为5nm。
由表1可见,用相应小分子的激发波长激发产物时,高分子担载小分子的发射波长比小分子的略有所红移,且荧光强度都有所增强。
这可能是由于在形成高分子担载荧光体时,小分子中的生色基-NH2与高分子的结构发生改变,电子的迁移以及电子给受体的作用,均使高分子担载荧光体的发射波长红移,同时又因小分子荧光体的结构不同,在形成高分子担载荧光体后,共轭链长度也不同,对整个高分子担载荧光体的有效共轭程度影响不同[10-11」子基供电子能的增强,P电子的离域程度增大,能耗相对降低,其荧光值就随之增强,故呈现出表中所示的规律。
3.5结论从以上芳香共聚物的合成过程，我们可以得知芳香共聚物的合成工艺简单，器件工艺简单，不需要复杂的设备，通过红外光谱分析，它承担荧光效应的官能团优越，从荧光分析表分析，可知其荧光性能很强，发光效率很高。
自然有极高分子荧光材料就具有广泛、高效潜在的发展前景。
4.有机高分子荧光材料发展方向和展望有机发光材料是一个涉及化学、物理、材料、电子学等众多学科的研究领域⑿.它的多色性及更宽的材料选择范围使其发展尤为迅速.材料与器件的联系将更加密切,从而相互促进加速开拓;理论与实践也将进一步结合,相互启发,共同提高⒀.应用方面,高分子聚合物与金属配合物虽然没有传统的小分子荧光材料应用广泛,但这一领域中新的发现已表明其潜在的应用价值及市场竞争力⒁.相信,随着对有机发光材料发光机制,分子结构与发光性能定量关系理论的进一步完善,性能优良的材料将会不断出现,也将很快占领高科技市场并进入人们的生活.⒂同时引领未来绿色荧光材料的发展的高科技，高效率，高产值，广泛前景的航向。
⒃随着未来高分子荧光材料的不断进取，不断发展，相信有极高分子材料开支新的引领空间！参考文献（1）BRADLEYD D,et al.Efficient light2emitting diodes based on polymers with high electron affinity[J].Nature,1993,(36[1]GREENHAM N C,MORAFT S C,5):628.[2]Wolff N E,PRESSLEY R J.Optical MASER Action in Eu3+Containing Organic matrix[J].Appl Phys Lett,1963,2(8):1522154[3]ZUCCHI G,SCOPELLITI R,PILTET P A,et al.Structure and Photophysical behaviour of lanthanide Complexes with a Tetraazacrylododecane fea2turing Carbamoyl Pendant Arms[J].J Chem Soc Dalton Trans,1999,9312938.[4]SHIN D C,AHN J H,KIM Y H.Synthesis and Electroluminescent Properties ofa Novel1,3,42oxadiazole2containing Polymer[J].J Polym Sci:part A,Polymer Chemistry,2000,30:308623091.[5]MWAURA J K,THOMSEN D L,Phelu2Bobin T,et al.Luminescent Rare2Earth Multilayer Chelates from Segmented Poly(ueth ane ureas)[J].JA Chem Soc,2000, 122:264422648.[6]GNNLAUGSSON T,PARKER D.Luminescent Molecular Logic Gate:Two2input (INH)Function[J].Chem Commun,2000,93294.[7]UEBA Y,BANKS E,OKAMOTO,et al.Investigation on the Synthesis and Characterization of Rare Earth metal containing polymers II Fluores2第3期牛淑云等:有机发光材料研究进展293cence Properties of Eu3+2polymer complexes Containingβ2diketone Iigand[J].J Appl Polym Sci,1980,25(12):200722017.[8]ADACHI G.Fluorescence of Eu2+2(Mathacryloy2oxymethyl2152crown2oligoether)polymer complexes[J].Chem Express,1988,3(2):972100.[9]BURROWNS P E,SAPOCHAKL S,MCCARTYD M,et al.Metal ion dependent luminescence effects in metal tris2quinolate organic heterojunc2tion light emitting devices[J].Appl Phys Lett,1994,64(20):271822720.「10」荧光分析法[M].北京:科学出版社,1990.[11」柳巍、师宇华、王银杰等.四-(对-十二酰氧基)苯基卟啉过渡金属配合物的合成及其液晶行为研究[J].高等学校化学学报,2003,24(2):200-204.⑿周弟1,2,朱秀林3,胡丽华3,曾晓君1,关海元1(1.常熟理工学院化学与材料工程系,江苏常熟215500;2.新型功能材料江苏省重点建设实验室,江苏常熟215500;3.苏州大学化学化工学院,江苏苏州215006)荧光高分子材料研究进展*⒀任红霞邱晓航(南开大学化学学院天津300071)芳香共聚物的合成⒁周弟1,2,朱秀林3,胡丽华3,曾晓君1,关海元1(1.常熟理工学院化学与材料工程系,江苏常熟215500;2.新型功能材料江苏省重点建设实验室,江苏常熟215500;3.苏州大学化学化工学院,江苏苏州215006)荧光高分子材料研究进展⒂牛淑云,来巍(辽宁X师范大学化学系,辽宁大连116029有机发光材料研究进展⒃马居良,倪惠琼,章小兵(安徽理工大学,安徽淮南232001)稀土/高分子光致发光材料的研究现状和展望。
