文档介绍：电致发光聚合物材料与器件
第四章
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电致发光领域的研究简史
高聚物电致发光材料
高聚物电致发光器件
发展概况
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光致发光
利用光激发发光体引起的发光现象（photoluminescence） 。它大致经分共轭型
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部分共轭型
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Chromophore units
（Functional） spacer
部分共轭型
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Chromophore units
侧挂型
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Chromophore units
侧挂型
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驱动电压低，采用直流驱动，可与集成电路相匹配；
共轭聚合物具有优良的粘附性、机械强度及稳定性；
化学修饰容易实现发光波长与强度的变化，实现多色和全色显示；
器件制备工艺简单、成本低廉；
容易实现大面积显示、且衬底可弯曲。
有机高聚物发光材料的优点
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The effects of substitution of PPV on their Eg,IP and EA (eV)
IP、EA与HOMO、LUMO的关系
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Chemical structures and emissive colors of some typical conjugated polymers
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Chemical Structures and Emissive colors of Some Typical Conjugated Polymers
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Chemical structures and emissive colors of some typical conjugated polymers
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到目前为止聚合物的发光颜色已履盖了可见光的所有波段，有机高分子材料的可任意裁减修饰性给材料化学家们提供了一个广阔的舞台。因此，设计和合成新的更优良的发光材料仍然具有很大的挑战性。
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其最大应用前途是高密度显示屏或电视；
可广泛应用于笔记本电脑、手机、BP机等便携式显示器；
可作液晶显示屏的大面积背景光源、大面积指示灯以及生日卡、问候卡等商业产品上的显示灯。
聚合物电致发光二极管
（LED）的应用
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显示屏加工容易，轻而薄，价格低廉；
起亮电压低（一般小于10V）；
响应速度是液晶的100倍，视角范围宽至180o（液晶屏只有45o)；
更容易实现全色显示，而且可以制得弯曲屏；
高对比度（100：1），寿命可以达到2000小时。
聚合物电致发光二极管
（LED）的优点
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单层器件结构
（夹心面包式，三明治式）
ITO导电玻璃：在透明的玻璃上镀上一层高导电率的氧化铟与氧化锡的混合物。
玻璃透明，且一面导电
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电子—空穴复合发光模型
电致发光机理
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Ee
ITO
M
e-
h+
Eh
△
●
●
●
●
●
●
●
○
○
○
○
○
○
○
hυ
△
电子和空穴注入位能图
由于光荧光是电子和空穴结合而发光的过程，因此如能在外加电场下使电子和空穴分别注入到聚合物的反键和成键能带中，那么同样也会产生荧光，这就是电荧光。
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电子和空穴的注入平衡，即阴、阳极材料与发光合物的价带和导带要匹配：
阴极要低功函的金属，如Ca， Al等；
阳极要采用高功函的材料，如透明或氧化物，一般为ITO导电玻璃。
器件要求
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Charge inbalance (exc)~
Triplet states (75%) (lum)~
Internal reflection loss (opt)~
实际 2~3%
影响器件效率的因素
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优化器件结构；
多层器件
利用三线态；
引入量子阱的技术，限制器件中光子的反射损耗。
提高器件性能的途径
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双层器件
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三层器件
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在发光层与阴极之间添加一层高电负性的有机材料以增加电子的注入和阻隔空穴迁移到金属电极；
在发光层与阳极之间添加低电离势的材料以增加空穴的注入，同时将载流子限制在发光层內。
可以调节器件內电场的分布以有利于少数载流子的注入，提高器件的发光量子效率。
多层器件的作用
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电子传输材料
一般作为发光材料的有机高分子由于电子亲和能较小而以空穴为主要载流子
具有较高的电子迁移率，易于传输电子
具有较大的电子亲和能
不能与发光层形成激基复合物