有机电子学材料及其应用课件.ppt
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1、为什么在近若干年来,有机电子学材料及其理论研究会如此快速地发展和方兴未艾?,我们所处的时代,是一个以计算机应用和信息高速公路为特点的信息科学技术时代。这个时代客观上对信息的传导(conduction)、存储(storage/memory)、转换(conversion)、显示(display)等提出了越来越高的要求。就以信息显示为例,要求显示器件超薄、大屏幕、全色显示等。目前广泛应用的液晶显示,已展现出巨大的优势,功不可灭,但它还是存一些缺点,如视角小、响应速度慢(毫秒级)、温度特性差(不能在低温下使用)等。另外它自身不能发光,需依赖于背投光或环境光得以显示,因而对有机电致发光材料的发展就提出要
2、求,为它展示了广博的发展空间。,有机电子学材料研究的领域:,大体概括有:有机导体有机半导体,制成有机晶体管,场效应晶体管(organic field effect transistors)有机聚合物调制器:聚合物热光开关有机光电传感器,荧光化学敏感器有机太阳能电池有机泵浦激光光致变色材料,光信息存儲有机非线性光学材料,光信息传输有机电致发光材料,热点研究课题:,有机场效应晶体管光伏打电池纳米结构与发光材料自组装分子电子器件单线态(荧光发射)电致发光材料三线态发光材料-电致磷光发光材料,稀土掺杂及稀土配合物有机发光材料聚合物发光材料低聚物发光材料(oligomer/dendritic mater
3、ials/hyperbranched materials),有机电致发光显示技术的特点,1.主动型发光,视角宽(可达170度)2.响应速度快,是液晶显示的1000倍3.低温性能好4.可制成可弯曲显示屏和透明显示屏5.成本相对低,有机电致发光材料和器件的应用举例,1.可作液晶显示的背投光2.电子笔记本显示屏3.移动电话的便携式显示器4.实现壁挂式和可卷曲可折叠式显示屏5.制作大屏幕彩色薄膜电视机6.实现全固化显示器,经久耐用,在特殊场合下具有应用优势,如在舰船上、飞机、坦克、航天器等经受激烈震动的环境中使用,实现将显示带到野外、带到严寒地区、带到宇宙7.可用于医疗诊断及安全司法检验(如爆炸物及毒
4、品的检出)发光二极管的称谓:因为EL器件同时具有整流与发光的特性,所以引用晶体管已有的概念,称它为发光二极管(light emitting diodes,LED),有机电致发光研究工作板块,1.有机材料化合物的分子设计、有机合成、结构测定、应用筛选2.器件的构筑、性能测试3.工业应用与开发 这是一个系统工程,有机电致发光化合物分子设计的愿景,1.强调创新关键是性能要出新而性能来源于化合物的结构,这是有机合成化学家和材料化学家的用武之地2.合成和储备不同结构和功能的材料根据具体情况和要求,去进行材料的选择与合理匹配3.尤其要开发有利于发光器件构筑的材料,真正达到实际的应用和开发,成本要低,有机电
5、致发光材料(OELM)的类型,1.金属配合物(Metal Complexes)2.有机小分子化合物(Low Molecular Weight Materials)3.聚合物(Polymer)4.低聚物(Oligomer/Dendrimeric Materials)从发光类型区分:1.荧光发光材料,单线态材料2.磷光发光材料,三线态材料,金属配合物发光材料举例,优良的OELM应具备的要素,具有较高的荧光和磷光量子效率具有优良的发光性能具有优良的载流子传输性能较好的热稳定性,合适的玻璃化温度优良的加工性,如好的成膜性或溶解性合适的能隙(energy gap),关于三线态发光材料(磷光发光材料),研
6、究开发它的必要性:只利用单线态发光材料,电致发光器件的内量子效率最高为25%利用三线态发光材料,电致发光器件的内量子效率,理论上可达100%磷光发光材料的基本类型:将具有磷光发射的有机分子与重金属掺杂或与重金属形成配合物,利用重原子微扰效应(自旋轨道耦合作用),使有机分子的室温磷光大大增强三线态发光材料,往往作为染料掺杂到合适的主体材料中,构成主客体组合,成为的合适的磷光发光材料,材料研究中经常涉及和需进行测试的指标,1.发光效率2.发光颜色3.色纯度4.发光寿命5.稳定牲6.溶解性7.能量转移性能8.电子转移性能9.聚集态下的发光性能,有机电致发光器件构筑示意图,能带理论,在外电场作用下,电
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