功能高分子材料課件第四章第一頁(yè)，共三十六頁(yè)，編輯于2023年，星期日

Outline電致發(fā)光高分子材料ElectroluminescentPolymerMaterials聚合物發(fā)光二極管polymerlight-emittingdiode(PLED)電致變色高分子材料ElectrochromicPolymerMaterials高分子駐極體PolymericElectret歷史機(jī)理優(yōu)點(diǎn)結(jié)構(gòu)組成制備第二頁(yè)，共三十六頁(yè)，編輯于2023年，星期日Section1電致發(fā)光高分子材料第三頁(yè)，共三十六頁(yè)，編輯于2023年，星期日本征導(dǎo)電高分子

Discoveryofinherentconductivepolymers1990s聚對(duì)苯乙炔的電致發(fā)光現(xiàn)象

Poly(p-phenylenevinylene)(PPV):

firstconjugatedpolymerexhibitingelectroluminescenceLate1990s發(fā)現(xiàn)發(fā)藍(lán)光的材料，全顯示成為可能

DevelopmentofblueemittingpolymermaterialsFullcolordisplaybecamepossible一、電致發(fā)光高分子的歷史第四頁(yè)，共三十六頁(yè)，編輯于2023年，星期日載流子激子單線態(tài)與三線態(tài)磷光和熒光電致發(fā)光的量子效率載流子注入效率二、與發(fā)光機(jī)理相關(guān)的基本概念第五頁(yè)，共三十六頁(yè)，編輯于2023年，星期日載流子——空穴和電子激子——處于激發(fā)態(tài)能級(jí)上的電子與處于價(jià)帶的空穴通過(guò)靜電作用結(jié)合形成的高能態(tài)中性離子。第六頁(yè)，共三十六頁(yè)，編輯于2023年，星期日基態(tài)與激發(fā)態(tài)基態(tài)—電子都處于盡可能低的能量狀態(tài)，同一能級(jí)盡量分占不同的軌道且自旋方向相同，在同一軌道成對(duì)排布時(shí)自旋方向要相反。要使電子從低能軌道躍遷到高能軌道，必須供給能量。如果能量能滿足電子所需能量時(shí)，電子便有可能從能量較低的軌道進(jìn)入能量較高的軌道，這叫電子的躍遷。第七頁(yè)，共三十六頁(yè)，編輯于2023年，星期日單線態(tài)與三線態(tài)如圖所示的（2），此時(shí)分子的電子排布違反了兩條排布原則，處于單線激發(fā)態(tài)。如圖所示的（3），此時(shí)分子的電子排布違反了一條排布原則，處于三線激發(fā)態(tài)。第八頁(yè)，共三十六頁(yè)，編輯于2023年，星期日激發(fā)熒光非光耗散磷光單線激發(fā)態(tài)三線激發(fā)態(tài)電致發(fā)光材料中的能量傳輸基態(tài)第九頁(yè)，共三十六頁(yè)，編輯于2023年，星期日磷光及熒光物質(zhì)受到外來(lái)光線、電子、高能粒子的照射時(shí)，就會(huì)發(fā)光．如果照射引起物質(zhì)原子外層電子擾動(dòng)，電子受激后向低能級(jí)躍遷，就可發(fā)射包括紅外線、紫外線和可見(jiàn)光。當(dāng)照射停止后，發(fā)光仍能持續(xù)一段時(shí)間，余輝在10－８秒以上的稱磷光。余輝在10－８秒以下的稱熒光。電致發(fā)光中磷光并不明顯，熒光構(gòu)成發(fā)光的主體。第十頁(yè)，共三十六頁(yè)，編輯于2023年，星期日熒光和磷光都是電子從激發(fā)態(tài)回到基態(tài)的電磁輻射（發(fā)光）現(xiàn)象。通常指壽命短的（10－7-10－8秒）為熒光，中斷供能，立即停止發(fā)光，而壽命長(zhǎng)的為磷光，中斷供能仍能持續(xù)發(fā)光。供能方式有：（1）光頻發(fā)射（光致發(fā)光）；（2）陰極射線、X-射線及其它高能粒子的輻射；（3）電場(chǎng)引發(fā)的場(chǎng)致發(fā)光（材料？）第十一頁(yè)，共三十六頁(yè)，編輯于2023年，星期日家用日光燈的玻璃管內(nèi)涂有鹵磷酸鈣[Ca5(PO4)3(F,Cl):Sb3+,Mn2+]螢光粉，在汞蒸汽機(jī)輝光放電產(chǎn)生的紫外線照射下放出較寬波長(zhǎng)的可見(jiàn)光。（早期）彩色電視顯象管使用的熒光粉是Zn1-xCdx:AgCl，當(dāng)時(shí)發(fā)紅色熒光。第十二頁(yè)，共三十六頁(yè)，編輯于2023年，星期日電致發(fā)光的量子效率——發(fā)出熒光的能量與與激發(fā)過(guò)程總能量的比值載流子注入效率——正負(fù)極注入載流子的有效程度，與正負(fù)極材料有關(guān)。應(yīng)選用高功函的陽(yáng)極材料和低功函的陰極材料。功函是指在0K從樣品中移走一個(gè)電子所需要的最小能量第十三頁(yè)，共三十六頁(yè)，編輯于2023年，星期日聚合物電致發(fā)光機(jī)理載流子的注入從陰極和陽(yáng)極注入載流子的遷移電子和空穴分別向發(fā)光層遷移載流子的空穴和遷移電子在發(fā)光層中相遇復(fù)合并產(chǎn)生激子激子將能量傳遞給發(fā)光分子并激發(fā)電子從基態(tài)躍遷到激發(fā)態(tài)電致發(fā)光激發(fā)態(tài)能量通過(guò)輻射耗散產(chǎn)生光子釋放出光能第十四頁(yè)，共三十六頁(yè)，編輯于2023年，星期日從負(fù)極注入的電子與從正極注入的空穴復(fù)合成激子，激子從高能態(tài)回到低能態(tài)，發(fā)出熒光發(fā)光機(jī)理Mechanismoflightemitting第十五頁(yè)，共三十六頁(yè)，編輯于2023年，星期日第十六頁(yè)，共三十六頁(yè)，編輯于2023年，星期日優(yōu)點(diǎn)可以實(shí)現(xiàn)純正的紅綠藍(lán)顯色實(shí)現(xiàn)全譜帶發(fā)光Purered,green,andblueemissionAchieveafullcolordisplay低壓驅(qū)動(dòng)，

超薄超輕，

制作簡(jiǎn)單

響應(yīng)速度快第十七頁(yè)，共三十六頁(yè)，編輯于2023年，星期日結(jié)構(gòu)StructureofPLEDcellMulti-layeringOLEDmaterialsWithvariousdegreesofelectron/holemobilityIncreasetheprobabilityofelectron-holerecombinationImproveelectroluminescentefficiency

第十八頁(yè)，共三十六頁(yè)，編輯于2023年，星期日陰極/陽(yáng)極材料陽(yáng)極AnodeITO(In-Sn2O3)Al-Al2O3PAni陰極CathodeCaAlMgZnCrAlloysofthesemetals第十九頁(yè)，共三十六頁(yè)，編輯于2023年，星期日電子傳輸材料Electrontransportmaterials電子流動(dòng)性好HighelectronmobilityIncorporationofelectrondeficientnitrogenatoms第二十頁(yè)，共三十六頁(yè)，編輯于2023年，星期日八羥基喹啉的金屬絡(luò)合物第二十一頁(yè)，共三十六頁(yè)，編輯于2023年，星期日空穴注入材料Holeinjectionmaterials空穴流動(dòng)性好Highholemobility電荷離域性強(qiáng)FacilitatechargedelocalizationPoly-p-phenylenevinylene(PPV)Poly(vinylcarbazole)(PVK)Poly(aniline)(PAni)Poly(3,4-ethylenedioxythiophene)(PEDOT)第二十二頁(yè)，共三十六頁(yè)，編輯于2023年，星期日發(fā)光材料的結(jié)構(gòu)Chemicalstructure&compositionoflightemittingpolymers主鏈發(fā)光材料MainchainLEPsLight-emittinggroupsinthemainchain側(cè)鏈發(fā)光材料SidechainLEPsLight-emittinggroupsinthesidechains第二十三頁(yè)，共三十六頁(yè)，編輯于2023年，星期日主鏈發(fā)光材料第二十四頁(yè)，共三十六頁(yè)，編輯于2023年，星期日第二十五頁(yè)，共三十六頁(yè)，編輯于2023年，星期日SubstitutionsR1,R2,R3,R4,R5,R6Tunecharge-transportcharacteristicsAdjustthecolorofemittedlightEnhancesolubility通過(guò)調(diào)節(jié)取代基調(diào)節(jié)電荷的傳輸性質(zhì)調(diào)節(jié)發(fā)光顏色范圍加強(qiáng)材料的溶解性第二十六頁(yè)，共三十六頁(yè)，編輯于2023年，星期日Addingelectron-donatinggroupstothePPVchainred-shiftsitslightemissiontoorangeAddingelectron-acceptinggroupsgivesablueshift增加給電子基團(tuán)發(fā)生紅移增加吸電子基團(tuán)發(fā)生藍(lán)移第二十七頁(yè)，共三十六頁(yè)，編輯于2023年，星期日Poly(p-phenylenevinylene)(PPV)derivatives常見(jiàn)的電致發(fā)光高分子材料Lightemittingpolymers彩色表示其發(fā)光顏色第二十八頁(yè)，共三十六頁(yè)，編輯于2023年，星期日第二十九頁(yè)，共三十六頁(yè)，編輯于2023年，星期日Polythiophene(PTh)derivatives第三十頁(yè)，共三十六頁(yè)，編輯于2023年，星期日Polyphenylene&itsderivatives第三十一頁(yè)，共三十六頁(yè)，編輯于2023年，星期日MainchainLEPswithlight-emittinggroups&flexiblespacersinthemainchain第三十二頁(yè)，共三十六頁(yè)，編輯于2023年，星期日SidechainLEPswithlight-emittinggroupsinthesidechainsAdvantagesAvarietyofpossiblependantmoleculesChemicalstabilityEaseofprocessability第三十三頁(yè)，共三十六頁(yè)，編輯于2023年，星期日第三十四頁(yè)，共三十六頁(yè)，編輯于2023年，星期日如何調(diào)節(jié)發(fā)光性？改變?nèi)〈黾咏o電子基團(tuán)發(fā)生紅移增加吸電子基團(tuán)發(fā)生藍(lán)移改變共軛鏈的長(zhǎng)短部分共軛可以獲得更大的量子