論文題目：發(fā)光高分子材料的應用與發(fā)展答辯人：指導老師：專業(yè)：高分子材料與工程班級：發(fā)光高分子材料的分類按發(fā)光原理分類1.光致發(fā)光材料1.1高分子骨架上連接了芳香稠環(huán)結構的熒光材料。例如：芘的衍生物按發(fā)光原理分類1光致發(fā)光材料1.2共軛結構的分子內電荷轉移化合物1.2.1兩個苯環(huán)之間以C=C鍵相連的共軛結構的衍生物按發(fā)光原理分類1光致發(fā)光材料1.2共軛結構的分子內電荷轉移化合物1.2.2香豆素衍生物按發(fā)光原理分類1光致發(fā)光材料1.2高分子金屬配合物發(fā)光材料例如:8一羥基喹啉與Al、Be、Ga、In、Sc、Yb、Zn、Zr等金屬離子形成發(fā)光配合物。按發(fā)光原理分類2.光致發(fā)光材料2.1芴類電致發(fā)光材料按發(fā)光原理分類2.光致發(fā)光材料2.1香豆素類有機電致發(fā)光材料按發(fā)光原理分類2.光致發(fā)光材料2.1聚對苯乙炔-噻吩共軛聚合物電致發(fā)光材料按發(fā)光原理分類2.光致發(fā)光材料2.1聚對苯撐乙烯(PPV)類電致發(fā)光材料發(fā)光高分子材料的結構與

制備1高分子骨架上連接了芳香稠環(huán)結構的熒光材料，應稠環(huán)芳烴具有較大的共軛體系和平面剛性結構，從而具有較高的熒光量子效率。其中廣泛應用的是芘的衍生物，如圖

熒光物質而分為三類光致發(fā)光高分子2共軛結構的分子內電荷轉移化合物

（1）兩個苯環(huán)之間以-C=C-相連的共軛結構的衍生物如圖吸收光能激發(fā)至激發(fā)態(tài)時，分子內原有的電荷密度分布發(fā)生了變化。這類化合物是熒光增白劑中用量最大的熒光材料，常被用于太陽能收集和染料著色。（2）香豆素衍生物在香豆素母體上引入胺基類取代基可調節(jié)熒光的顏色，它們可發(fā)射出藍綠島紅色的熒光，已用作有機電致發(fā)光材料。但是，香豆素類衍生物往往只在溶液中有高的量子效率，而在固態(tài)容易發(fā)生熒光猝滅，故常以混合摻雜形式使用。（3）吡唑啉衍生物它們均可在吸收光后分子被激發(fā)、進而引起分子內的電荷轉移而發(fā)射出不同顏色的熒光，均有較高的熒光效率。

3高分子金屬配合物發(fā)光材料，許多配體分子在自由狀態(tài)下并不發(fā)光，但與金屬離子形成配合物后卻能轉變成強的發(fā)光物質8—羥基喹啉與Al、Be、Ga、In、Sc、Yb、Zn、Zr等金屬離子形成發(fā)光配合物電致發(fā)光高分子1芴類電致發(fā)光材料聚芴1（如圖）是一種具有剛性平面聯(lián)苯結構的化合物,可以通過苯環(huán)上有限的幾個反應點,特別是9位碳,得到一系列衍生物。因此,聚芴也已成為一種非常重要并被許多學者認為最有很有應用前景的一類材料。

2香豆素類有機電致發(fā)光材料

香豆素化合物具有優(yōu)異的光學特性,是很好的熒光材料、激光染料和非線性光學材料,并在分子器件方面具有獨特的性能反應路線可以簡單的表達為：聚合方法以42N,N2二乙基氨基水楊醛、氰乙酸乙酯、22氨基242氯苯酚一步法合成香豆素有機電致發(fā)光材料發(fā)光體,具有原料易得,操作簡單等優(yōu)點,工業(yè)化可行性強。較佳的工藝條件為：氰乙酸乙酯、42N,N2二乙基氨基水楊醛、22氨基242氯2苯酚、苯甲酸(催化劑)的摩爾比為1∶1∶1∶0.5,以正丁醇為溶劑,反應溫度115℃,反應時間6～8h,產物收率可達到65%。3聚對苯乙炔-噻吩共軛聚合物電致發(fā)光材料

聚對苯乙炔(PPE)具有相似于PPV的結構,在溶液中顯示很高的熒光效率,有望作為發(fā)光材料.聚對苯乙炔主鏈引入噻吩基團,不僅改善了溶解性,而且提高了分子量,以期獲得性能更好的電致發(fā)光材料。單體的合成路線聚合物的合成發(fā)光高分子聚合物實驗發(fā)現(xiàn),用多種高聚物材料[如PPV(聚對苯基乙烯)]構成薄膜或調制型薄膜,再在其兩邊加上不同的金屬材料所組成的陽極和陰極,就可制成性能良好的發(fā)光二極管(LED)材料的優(yōu)點：這種材料的發(fā)光頻率處于可見光范圍之內,而且顏色可以進行調整.它們價格便宜、重量輕、厚度薄,具有良好的力學性能,可以制成大面積的發(fā)光二極管電子結構的基本特點

從電子能帶結構來看,發(fā)光高聚物材料是一種有機半導體,其導帶和價帶之間有一定的能隙.在正常情況下,導帶和價帶中都沒有載流子,因此是不導電的.我們可以選用一種功函數較低的金屬,貼在高聚物薄膜的一邊,作為陰極,再選用一種功函數較高的金屬,貼在高聚物薄膜的另一邊,作為陽極.如果能使得陰極金屬中電子費米能級的位置接近于高聚物的導帶底部的位置,而陽極金屬中電子費米能級的位置接近于高聚物的價帶頂部的位置,那么在陽極和陰極之間加上一定的偏置電壓后,就會從陰極向其導帶注入電子,而從陽極向價帶注入空穴.

這些進入PPV薄膜內部的電子和空穴,在一定的條件下會發(fā)生復合而湮滅(也就是電子從導帶躍遷到空穴所對應的價帶空能級上),其多余的能量就作為光子而輻射出來,從而形成電致發(fā)光.這樣,電子和空穴注入時的輸運過程以及電子-空穴對在高聚物內部存在時的形態(tài),就成為了解其發(fā)光機制的關鍵問題.產生的問題：一方面,從分子結構的角度來看,現(xiàn)在所采用的發(fā)光高聚物材料大多是由鏈狀的有機大分子組成,因此具有典型的準一維的特征;另一方面,由于鏈的彎曲，鏈間的耦合、支鏈位置的隨意性、制備中熱轉換的不徹底性等因素的存在,它又是一種高度無序的體系.實驗中發(fā)現(xiàn),如果PPV薄膜發(fā)生晶化(有序化),其發(fā)光效率反而會極大地降低.對這種特殊的無序體系中電子結構的正確描述,仍然是固體物理學科中沒有完全解決的問題..綜上所述,PPV及有關材料的電致發(fā)光現(xiàn)象的發(fā)現(xiàn)為研制新一代發(fā)光器件開辟了一條途徑,同時也向基礎理論研究工作者提出了新的問題.對這方面研究工作的開展,一方面將推動有關的應用研究,另一方面將有助于能帶理論、無序理論及光電子學理論等學科領域的發(fā)展.應用根據導電性，材料可分為絕緣體、半導體、金屬導體、超導體。有機聚合物通常都是絕緣體，像尼龍、聚乙烯、聚苯乙烯等都是最常見的絕緣體。但是自從70年代末發(fā)現(xiàn)了導電聚合物之后，這一傳統(tǒng)的觀念逐漸被打破了。——海外高分子科學的新進展共軛聚合物及其點至發(fā)光器件目前所研究的高分子發(fā)光材料主要是共軛聚合物，如聚苯、聚噻吩、聚芴、聚三苯基胺及其衍生物等。還有聚三苯基胺，聚咔唑，聚吡咯，聚卟啉[8]及其衍生物、共聚物等，目前研究得也比較多。選題的意義1常用高分子發(fā)光材料2發(fā)光高分子的應用3存在的問題及收獲4選題的意義：信息技術,納米技術，生物技術被譽為21世紀的最具前景的三大技術，它們將會給人們的生活方式帶來徹底的改變。作為技術的載體，材料科學的發(fā)展通常會伴隨技術的突破。高分子發(fā)光材料被廣泛應用在通訊、衛(wèi)星、光學計算機、生物等高科技領域，與無機發(fā)光材料相比，高分子發(fā)光材料具有更高的發(fā)光效率、更寬的發(fā)光波長等優(yōu)越性，因此關于高分子發(fā)光材料的研究愈來愈引起人們的興趣。選題的意義1常用高分子發(fā)光材料2科研最多聚對苯乙烯

聚對苯乙烯

在14伏電壓下發(fā)出黃綠色光，是目前科研最多的一類導電高分子發(fā)光材料。

聚噻吩

3-烷基取代的聚噻吩制得的可以發(fā)紅光的單層PLED。

聚芴研究最廣泛的藍光聚合物。其他公個高分子材料都有類似半導體材料那樣的性能，也可以作為點至發(fā)光材料。

高分子稀土配合物下表是PLED近年發(fā)展情況：應用與發(fā)展導電高分子的電致發(fā)光性一經發(fā)現(xiàn)，就因其潛在的極大研究和實用價值，引起科學家和眾多廠家的關注相關公司紛紛展示自己的新的技術及產品。發(fā)光高分子的應用3光致發(fā)光高分子發(fā)光高分子的應用重點介紹：OLED即有機發(fā)光二極管（OrganicLight-EmittingDiode）

OLED具有自發(fā)光的特性，采用非常薄的有機材料涂層和玻璃基板，當電流通過時，有機材料就會發(fā)光，而且OLED顯示屏幕可視角度大，并且能夠顯著節(jié)省電能，因為此OLED屏幕卻具備了許多LCD不可比擬的優(yōu)勢。發(fā)光高分子的應用OLED的前世今生目錄1.OLED之父——鄧青云2.OLED的歷史3.OLED的國際產品發(fā)展史4.OLED的3個階段5.OLED的發(fā)展前景1979年，柯達公司鄧青云博士無意中發(fā)現(xiàn)了一種具有發(fā)光特性的有機材料，這就是后來被譽為繼LCD之后的下一代平面顯示器”的OLED（有機發(fā)光二極管）技術的起源。近年來，OLED受到了業(yè)界的極大關注。從誕生到現(xiàn)在，歷經幾十年，今天的OLED正已驚人的速度開始步入產業(yè)化階段，在競爭激烈的平板顯示市場上占據了一席之地。

OLED之父——鄧青云OLED的研究產生起源于一個偶然的發(fā)現(xiàn)。1979年的一天晚上，鄧青云博士在回家的路上忽然想起有東西忘記在實驗室里，回去以后，他發(fā)現(xiàn)黑暗中有個亮的東西。打開燈發(fā)現(xiàn)原來是一塊做實驗的有機蓄電池在發(fā)光。這是怎么回事？OLED研究就此開始，鄧博士由此也被稱為OLED之父。OLED之父——鄧青云OLED的歷史1963年Pope發(fā)表了世界上第一篇有關OLED的文獻，當時使用數百伏電壓，加在有機芳香族Anthracene（葸）晶體上時，觀察到發(fā)光現(xiàn)象。但由于電壓過高，發(fā)光效率低，未得到重視。OLED的歷史1975年—鄧青云（ChingWTang）于柯達公司Rochester實驗室發(fā)現(xiàn)有機發(fā)光二極體材料OLED的歷史1979年—柯達公司的汪根樣和Steven成功地使用類似半導體PN結的雙層有機結構第一次作出了低電壓、高效率的光發(fā)射器OLED的歷史1987年伊士曼柯達公司的鄧青云及范斯萊克（VanSlyke）等人發(fā)明以真空蒸鍍法制成多層式結構的的OLED器件后，研究開發(fā)才活越起來。同年，英國劍橋大學卡文迪許實驗室證明高分子有機聚合物也有電致發(fā)光效應。OLED的歷史1990年—英國劍橋大學的布洛斯（Burroughes）成功研製出以共軛高分子PPV為發(fā)光層的OLED。不但再次引發(fā)第二次研究熱潮，更確立了OLED在二十一世紀產業(yè)中所占的重要地位OLED國際產品發(fā)展史1998年東北先鋒推出第一款OLED產品采用OLED顯示屏的車載音響OLED國際產品發(fā)展史2000年摩托羅拉推出第一款OLED手機P8767

OLED國際產品發(fā)展史2001年底，錸寶推出了全球第二款OLED手機OLED國際產品發(fā)展史三星公司2001年10月開發(fā)出了15.1英寸小分子動態(tài)有源驅動彩色OLED樣品OLED國際產品發(fā)展史2003年1月9日,索尼展示了24英寸有機發(fā)光顯示器。OLED的3個階段1．1997年～2001年，OLED的試驗階段。在這段時期OLED開始逐漸走出實驗室，主要應用于汽車音響面板，PDA及手機方面。但產品很有限，產品規(guī)格少，均為無源驅動，單色或區(qū)域彩色，很大程度上帶有試驗和試銷的性質，2001年OLED的全球銷售額僅約為1.5億美元。OLED的3個階段2．2002年～2005年，OLED的成長階段。在這段時期人們開始逐漸接觸到更多帶有OLED的產品，例如車載顯示器，PDA，手機，數碼相機，DC，頭戴顯示器等。但主要以10寸以下的小面板為主，10寸以上的面板也開始投入使用。OLED的3個階段3．2005年以后，OLED開始走向一個成熟化的階段。相信這種成熟化更會加速，包括技術，市場，都將在市場的帶動下突飛猛進。大尺寸及使用壽命將成為今后OLED技術的主要突破方向。OLED的發(fā)展前景

OLED是一種極具發(fā)展前景的平板顯示技術，它具有十分優(yōu)異的顯示性能，被譽為“夢幻顯示器”，再加上其生產設備投資小，得到了各大顯示器廠家的青睞。

目前OLED已處于大規(guī)模量產的前夜，可以相信，隨著研究的進一步深入，新技術的不斷涌現(xiàn)，OLED顯示器件必將有一個突破性的發(fā)展。

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