高分子电致发光材料研究近况--以共轭结构的高聚物材料为例
- 格式:pdf
- 大小:2.44 MB
- 文档页数:2
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。
<有机化学进展>结课论文题目:有机电致发光材料的研究现状院系:专业:班级:学号:姓名:有机电致发光材料的研究现状摘要:本文对有机电致发光显示器件的发展历史,器件结构、工作特征、发光器件(OLED)的优点、发展现状和趋势等都做了简要的概括。
详细介绍了有机发光材料的研究状况,包括小分子发光材料、高分子(聚合物)发光材料,以及新材料的开发。
最后总结了国内外OLED技术的发展状况。
关键词:小分子有机电致发光有机高分子聚合物电致发光Research and developmentof organic electroluminescent materials Abstract Organic light-emitting diodes (OLEDs), having excellent properties of low driving voltage and brightemission, have been extensively studied due to their possible applications for flat panel color displays.At the same time, or-ganic electroluminescent materials have been made with an outstanding progress.And thestatus of organic electrolumi-nescent materials(including evaporated molecules and polymers)were reported in this paper.Key words OLED, organic luminescent materials, evaporated molecules and polymers有机电致发光显示(organic electroluminesence Display)技术被誉为具有梦幻般显示特征的平面显示技术,因其发光机理与发光二极管(LED)相似,所以又称之为OLED(organic light emitting diode)。
电致发光高分子材料综述AA(BB)摘要:高分子发光二极管(PLED)是由英国剑桥大学的杰里米伯勒德及其同事首先发现的。
聚合物大多由小的有机分子以链状方式结合在一起,以旋涂法形成高分子有机发光二极管,因其巨大的科学和商业价值而得到了广泛的关注,是近来国际上的研究热点。
对于各种新材料的不断开发和深入研究,PLED器件日益实用化。
本文主要讨论了电致发光材料的概念、发光机理,详细介绍了成膜方法中的三种:旋转涂布、印刷技术、喷墨打印,以及PLED的具体分类,另外,综述了近几年国内外关于高分子聚合物在电致发光材料领域的研究进展,介绍了有机高分子发光材料的发展现状,概述了其市场前景及相关的应用,并展望了高分子电致发光材料的发展趋势。
关键词:高分子;电致发光;成膜方法;研究现状Electroluminescent polymer ReviewStudent’ s name:AA(BB)Abstract:Polymer light-emitting diode (PLED) first discovered by Jerry Mibo Lede of the University of Cambridge and his colleagues. Most organic polymer molecules from the small ones to chain together by a spin-coating to form polymer organic light-emitting diodes, because of its great scientific and commercial value ,it has been widespread concerned, and becomes the recent international researchs’ focus. For the continuous development of new materials and in-depth researchs, PLED devices become increasingly practical. This paper mainly discusses the concept of electroluminescent material, light-emitting mechanism, the three methods of the film-forming: spin coating, printing, inkjet printing, and the PLED specific categories. In addition, it overviews the recent years’domestic and foreign polymer progress of research in electroluminescent materials, describes the recent status of the development of organic polymer light-emitting materials, overviews the market prospects and related applications, and prospects of polymer electroluminescent material trends.IKeywords:Polymer; EL; film-forming method; Research status目录中文摘要 (I)英文摘要 ............................................................ I I 目录 ............................................................... I II 1. 绪论 .. (1)1.1定义 (1)1.2发光机理 (1)1.3高分子发光材料成膜方法 (1)1.3.1旋转涂布 (2)1.3.2印刷技术 (2)1.3.3喷墨打印 (2)1.4分类 (3)1.4.1笏类电致发光材料 (3)1.4.1.1芴的均聚物类电致发光材料 (3)1.4.1.2芴的共聚物类电致发光材料 (4)1.4.1.3芴的纳米晶或纳米乳液类电致发光材料 (4)1.4.2香豆类有机电致发光材料 (5)1.4.3聚对苯乙炔-噻吩共轭聚合物电致发光材料 (5)1.4.3.1单体合成路线 (5)1.4.3.2聚合物的合成 (6)1.4.4含1,3,4-二恶唑环系的高分子有机电致发光材料 (6)1.4.4.1主链含1,3,4-二恶唑环系的高分子有机电致发光材料. 61.4.4.2侧链含1,3,4-二恶唑环系的高分子有机电致发光材料. 62. 国内外研究现状 (7)2.1新型甲壳型液晶高分子的电致发光性能研究 (7)2.2 含磷高分子有机电致发光材料 (8)2.3 蓝色荧光材料 (8)2.4 高分子发光材料的颜色及调节 (9)3. 市场与应用 (9)4. 研究发展趋势与展望 (12)5.参考文献 (13)1.绪论信息技术,纳米技术,生物技术被誉为21世纪的最具前景的三大技术,它们将会给人们的生活方式带来彻底的改变。
《功能高分子材料》作业题目:电致发光高聚物发展概况姓名:学号:成绩:班级:手机:电子信箱:2014年06月20日电致发光高聚物发展概况摘要聚合物电致发光材料近几年来发展十分迅速,而且备受关注的新型功能材料。
由于它具有低压直流驱动、高亮度、高效率以及易实现全色大面积显示等优点,因此引发了越来越多人们的关注和研究。
本文对几种重要的电致发光高聚物的研究现状以及所面临的问题进行了行进介绍,同时也对电致发光高聚物的应用进行了概述。
关键词:电致发光;高聚物;发展概况;研究现状;应用前景电致发光是在电激发下的发光现象,就是将电能转化为光能,这在无机半导体中比较常见。
自从1990年英国剑桥大学Friend首次报道Al/PPv/SnO2夹心电池在外加电压的条件下可发出黄绿光以来,聚合物发光二级管已成为全世界发光材料研究的热点[1]。
从而开创了电致发光聚合物材料研究的新局面。
与有机小分子发光材料相比,高分子发光材料工作时不会有晶体析出,来源广泛,同时可根据其用途的不同进行分子设计。
材料的电子结构、发光颜色可以通过化学修饰的方法进行调整。
此外高分子电致发光材料具有良好的机械加工性能,成膜性和稳定性好,可以制作成可折叠卷曲的柔性器件,器件的启动电压较低、亮度与发光效率普遍较高,这些优点使聚合物成为具有良好商业前景的电致发光材料。
用有机发光材料制作的发光器件,一般统称作0LEDs,用聚合物为发光层的器件,称作PLEDs[2]。
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[3]。
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。
共轭高分子的制备与光电性能研究随着科技的发展,高分子材料作为一种重要的新型材料受到了越来越多的关注和研究。
共轭高分子作为其中的一类,不仅具有独特的导电和光电性能,还有着广泛的应用前景。
因此,共轭高分子的制备和光电性能研究成为了当前研究领域的热点之一。
共轭高分子是由共轭单元构成的高分子物质,其电荷转移效应和π-π堆积作用导致其具有较强的导电和光电性能。
与传统高分子不同的是,共轭高分子的结构比较特殊,需要采用多种化学方法制备。
其中,为了获得优异的电性能和光学性质,可以采用掺杂、共聚物和超分子方式进行改性,大大扩展了其应用领域。
以掺杂为例,掺杂方法是一种优化共轭高分子导电性的有效途径。
掺杂分为化学掺杂和物理掺杂两种类型。
其中,化学掺杂中的外延掺杂和内部掺杂是最为常用的。
外延掺杂主要采用引入杂原子或分子,如硒、氯、碘等,来改变共轭高分子的电子结构和导电性能。
内部掺杂主要是在共轭高分子中引入与高分子重链自身相似的可掺纳分子,如胺、腈、咖啡因等,通过与高分子链之间构成氢键或范德华相互作用而实现的。
在共聚物方面,共轭高分子可以和其他非共轭高分子进行共聚,从而获得具有更好光导电性、更高稳定性和更广泛应用领域的材料。
常见的共聚物有傅-克嫩共聚物、聚合酰亚胺和聚偏氟乙烯等。
这些共聚物结构简单,具有良好的机械性能,不容易变质,而且其导电性能和光学性能也得到了很大的提高。
除此之外,超分子化学在共轭高分子的研究中也占有重要地位。
超分子化学可以通过基底与配分子之间构成的非共价相互作用来修改共轭高分子结构。
这样可以获得更多的材料性质和结构,如捕获荧光分子、形成聚集态结构和提高光化学稳定性等。
同时,还可以通过超分子的自组装作用来实现自修复和自愈合等特殊性质。
最后,共轭高分子在应用领域上具有广泛的前景。
当前,共轭高分子在有机太阳能电池、有机场效应晶体管、化学传感器、有机光电器件、智能材料和生物医学材料等方面得到了广泛的研究和应用。
信息记录材料2019年5月第20卷第5期陋至・诊若高分子电致发光材料研究近况——以共辄结构的高聚物材料为例高远(南昌大学材料科学与工程学院江西南昌330000)【摘要】高分子发光材料的研究有很重要的理论和现实意义,本文则通过对一系列共觇结构的高聚物材料的原理和特点来了解电致发光高分子发光材料的应用和发展现状,并展望其发展前景.【关键词】高分子;发光材料;应用;发展趋势【中图分类号】TN6【文献标识码】A【文章编号】1009-5624(2019)05-0001-02Recent Development of high polymer Electroluminescent MaterialsGao Yuan.School of M aterials Science and Engineering,Nanchang University,Nanchang,Jiangxi330000,China[Abstract]The study of polymer luminescent materials is of great theoretical and practical significance.Based on the principle and characteristics of a series of conjugated polymer materials,the application and development of electroluminescent polymer materials are analyzed in this paper,and the development prospect of electroluminescent polymers is prospected.【Key words]Luminescent material;Application;Development trend1引言(3)聚嗟吩及其衍生物类电致发光材料。
这类材料随着信息时代的飞速发展,各种发光材料被广泛应用于通讯、卫星等高科技领域。
而为了使各种新媒体满足显示的功能,使得各种发光材料被研究并开发应用而来。
而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人们的关注和重视。
尤其是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嗟吩、聚苯胺、聚毗咯、聚茹等。
而有机薄膜电致发光的发展较为迅速,但现在它却被新兴的有机电致发光材料所改变。
比如聚对苯乙块(PPV),它本身是一种导电高分子材料,另外它的电致发光性能也同样良好。
这样有机薄膜电致发光材料就从有机小分子拓展到了聚合物。
而这一变化发展,这就意味着电致发光高分子材料不仅扩大了发光材料的选择范围,而且由于聚合物本身良好的易加工性、易成膜性、高稳定性等优势,使得其被更多的开发应用到发光器件的制备及应用当中。
也正因如此,现已有各种体系的聚合物相继被人们研究用来制备发光材料C1]o2共辘结构的高聚物发光材料简介共轨结构的高聚物发光材料主要有以下几种类型:(1)聚对苯撑乙烯类电致发光材料。
这种材料可以在苯环上改变取代基或在乙烯基上取代而设计合成岀结构、性能各异的衍生物,其还可通过共聚的方式来合成出各种不同的分子材料。
(2)聚对苯乙烘(PPE)-曝吩共轨结构的高聚物电致发光材料。
这种材料的结构类似于PPV,其主链引入嗟吩基团,聚对苯乙块在溶液中显示很高的荧光效率,有望作为发光材料进行研究应用。
这种高分子电致发光材料不仅改善了传统材料的溶解性,而且其分子量得以提升。
具有良好的导电性能,并通过佟拉嘎[2]等在用其成功试制发光元件后,证明其良好的稳定性。
(4)聚噁二哇[3]类电致发光材料,这类材料是具有性能良好的电子传输能力。
其耐热性和较高的玻璃化温度被得到广泛认可。
3共辄结构的高聚物发光材料的优缺点及解决方案共轨结构的高聚物发光材料有自己独特的光电、化学性质,共辄的骨架和侧链结构决定了它们的电子结构、光电学性质,因此它们可以通过化学方法进行调控和修饰。
共轨结构的高聚物发光材料的优点是①具有良好的热稳定性和粘附性;②优异的成膜性,可大面积成膜;③具有优良的机械强度;④此类材料分子结构、发光颜色易于改变和修饰且合成路线多,发光效率高;但是早期合成的共轨结构的高聚物会给器件的制备带来不便,因为材料合成较为复杂,提纯过程较困难,因此难以制成多层发光器件。
而针对这些不足,也有很多的方法可以进行弥补和调整。
一种方法是使用单体直接聚合成型;也可通过可溶性前聚物加工成型,然后加热转化为共轨聚合物[如Wessling⑷用前聚物法制备的PPV];更好的方法是引入可溶解的支链或链段。
如MEH-PPV[5]{聚[2-甲氧基-5(2'-乙基己氧基)对苯乙烘]}, CN-PPV冏等。
在PPV主链的亚甲基上引入吸电子基团氧基,得到的CN-PPV聚合物不仅成膜性好,而且还可以改善高聚物和电子的亲和能力。
4高分子电致发光材料的应用当前这些主流的电致发光材料被广泛用于激光染料、荧光集光器、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领域的研究、开发和生产中,也1(综述•论着〕信息记录材料2019年5月第20卷第5期____________________________________________________________高储合金制备及其性能研究进展卜颖宏(太原理工大学山西太原030024)【摘要】基于高恼合金优异的性能,近年来,越来越多的学者对高爛合金开展了研究,由于各个领域对高嫡合金的分类不统一,这也使人们对高精合金的制备方法及性能研究并不深入。
鉴于此,本文对高嫡合金的主要合金成分组成、不同状态的材料制备方法进行了分析,并对高惭合金的相关性能进行了研究,以期能为高嫡合金的应用提供一定的指导。
【关键词】高嫡合金;制备;性能【中图分类号】TF8【文献标识码】A【文章编号】1009-5624(2019)05-0002-02Progress in preparation and properties of high entropy alloysBu Yinghong.TaiYuan University of T echnology;Taiyuan,Shanxi030024,China[Abstract】Based on the excellent properties of high-entropy alloys,in recent years,more and more scholars have conducted research on high-entropy alloys.Due to the different classification of high-entropy alloys in various fields,the research on the preparation methods and properties of high-entropy alloys is not in-depth.In view of this,this paper analyzes the main alloy composition of high-entropy alloys and the preparation methods of materials in different states,and studies the related properties of high-entropy alloys,so as to provide some guidance for the application of high-entropy alloys.[Keywords]High entropy alloy;Preparation;Performance1引言相比于其他传统的合金,高爛合金不仅强度和硬度较高,而且还兼备良好的耐磨性、抗腐蚀性以及抗氧化性,这是其他传统合金所无法比拟的,这也使高嫡合金有着巨大的发展潜力,对高爛合金进行学术研究,必将推动高爛合金在各个领域中的应用。
在高爛合金中通常包含至少五组以上的元素组,这些元素以近等原子比或原子比的方式进行排列,从而使其合金化,并形成固溶体。
高爛合金具有高爛效应、畸变效应、迟滞扩散效应以及鸡尾酒效应,这使其有着较高的热稳定性,在结构上呈现出纳米结构乃至非晶结构。
2高嫡合金制备方法2.1合金成分高爛合金的主要元素组成复杂,如Mg、Al、Cr、Cu、就是说,这类有机高分子材料将会在工农医、国防等各个领域得到广泛推广和使用。
而此类有机高分子发光材料再被广泛用来提高发光率的同时还需要研究其作为聚合物的稳定性和溶解性,一次才能做到真正提高可用材料的加工性及发光器件的稳定性。
5对高分子电致发光材料的展望在化学、材料等众多学科的研究领域都会有有机高分子发光材料的研究身影,因其独特的色彩全面性以及广泛实用性使得各种发光器件对材料的选择更加多样化,从而也使得此类高分子材料得到更迅速的发展,也让其与发光器件的联系更具体,更密切。
但是我们也应看到这种聚合物电致发光材料如果想要走进商业化的市场,仍需要研究者不断克服一些问题,例如:材料的发光效率较低,使用寿命较短,发光波谱相对较短显示不出高纯色,新型加工工艺急需开发等。
随着对其相关理论和实践研究的进一步完善,这些问题一旦得到解决,那么有机高分子的商业价Co等都是高爛合金中的组成元素,此外还包括Si、B等,这些元素的特点不同,根据相应的配比所制备的高爛合金有难熔金属高爛合金、轻质高爛合金等。
高爛合金的性能是由其内部组织结构所决定的,而对于内部组织结构来说,则是由各元素热力学爛值、电负性、恰值等决定的,因此,对于高爛合金来说,其合金元素的选择应采用具有较高混合爛值、原子半径一致并且电负性相近,这样有助于合金向固溶体进行转化。
高爛合金的固溶体形成通常需要遵循Hume-Rothery原则,也就是说,高混合炳的内部组元至少要超过5个,其内部混合恰的含量应控制在-40至10kJ/mol范围以内,原子与原子之间的半径差不得超过12%,这些元素原子所具有的不同特点,可使迟滞扩散效应、高爛效应、鸡尾酒效应以及晶格畸变效应得到充分的发挥,进而转化为固溶体相,该固溶体相值将充分凸显并能更好地融入市场,可想而知,那必将引起显示工业和信息领域的一场革命,而随着越来越多性能优秀的有机发光材料的开发,以其为材料的发光器件也必会大放异彩,从而引领高科技市场并进而改变我们的生活。