【2017年整理】有机光电材料与器件.ppt

有机光电材料与器件 张小文，张坚* 桂林电子科技大学材料科学与工程学院， 广西信息材料重点实验室，中国广西桂林 *jianzhang@guet.edu.cn ; ??? ? 本课程是一门专业基础课，主要讲授：有机光电材料的物理特性、主要有机光电元器件以及相关的应用介绍。 掌握：有机光电材料的基础知识与应用，常用有机光电器件的工作原理。 ;目 录; ??? 光电材料：指用于制造各种光电器件（主要包括各种主、被动光电传感器、光信息处理、信息存储和光通信等器件）的材料。 光电材料：具有信息产生、传输、转换、检测、存储、调制、处理和显示等功能。 光电材料：主要包括红外材料、激光材料、光纤材料、非线性光学材料等。 光电材料不仅是现代信息社会的支柱，也是信息技术革命的先导。 光电材料的研究是当代科学的前沿，具有多学科交叉的特点，是一个极富创新和挑战的领域。 ;光电材料：光电产业的基础和先导 光电材料主要包括： 半导体光电材料：Si, GaAs, InP, GaN, … 有机半导体光电材料； 无机晶体和石英玻璃； … … 广泛用于光通信网络、光电显示、光电存储、光电转换和光电探测等领域。 ;光电材料 → 光电器件;光电器件主要应用领域： 光电显示 光通信 光存储 光电传感系统 ;光电显示领域 在光电显示领域，以液晶显示(LCD)为主流的平面显示器件产品占据主要显示市场，已渗透到显示器件的每一个领域。 GaN基蓝光发光二极管（LED）的研制成功和商用器件的面世，为LED产品的全彩显示和白光照明提供了可能，并在世界范围内掀起了一场蓝光热。 ;半导体激光器与光存储 　 半导体激光器的成功开发，使CD-ROM、VCD和DVD为代表的数字光盘成为当今多媒体信息时代不可缺少的存储技术之一，已广泛应用于计算机存储、数字家电、广播电视、车载导航和电子出版等领域。 ;光电材料与器件基础;*;*;*;*;*;目 录;塑 料;;典型导电高分子材料 ;有机光电材料 (Organic Conjugated Materials);有机光电材料与器件的特点 ;Organic Electronics ;三类有机光电器件：;有机发光二极管 (OLED);有机发光显示器 (OLEDs);器件的结构 （1）单层结构;（2）双层器件结构 柯达公司首先提出了双层有机膜结构，有效地解决电子和空穴的复合区远离电极和平衡载流子注入速率问题，使有机EL的研究进入了一个新阶段。他们的器件结构也叫DL-A型双层结构。 主要特点: 发光层材料具有电子传输性，需要加入一层空穴传输材料去调节空穴和电子注入到发光层的速率，这层空穴传输材料还起着阻挡电子的作用，使注入的电子和空穴在发光层处发生复合。;DL-B型双层EL器件结构图;三层EL器件结构图;多层EL器件结构图;三、OLED的工作原理;三、 OLED的工作原理;四、 OLED制作材料;常用的空穴传输材料分子结构;（2）电子传输材料应满足的要求 ? 具有良好的电子传输特性，即电子迁移率高； ? 具有较高的电子亲和能，易于由阴极注入电子； ? 相对较高的电离能，有利于阻挡空穴； ? 不能与发光层形成激基复合物； ? 成膜性和热稳定性良好，不易结晶。;（3）发光材料应满足的要求 ? 具有高效率的荧光量子效率； ? 具有良好的化学稳定性和热稳定性，不与电极和载流子传输材料发生反应； ? 易形成致密的非晶态膜，不易结晶； ? 具有适当的发光波长； ? 具有一定的载流子传输能力。; 另外，还有掺杂用小分子荧光材料如Rubrene。 有机配合物是最早使用的有机电致发光材料，具有优良的载流子传输特性和成膜性能，典型的有8-羟基喹啉铝（Alq3）及铍的络合物Bebq2。;（4）聚合物发光材料 1990年，剑桥大学的J. A. Burroughes等人首次报道了用聚合物薄膜制备的电致发光材料研究。;共轭聚合物用于电致发光的优点: ? 可通过旋涂的方法制成大面积薄膜; ? 可以通过化学结构的改变或修饰来调节共轭聚合物的电子结构、发光颜色; ? 虽然聚合物的导电率很低,但是发光层的厚度很薄(10nm～100nm),所以在很低的外电压下,加在聚合物薄膜上的电场强度也足以产生使器件发光所要求的电流密度。 缺点：稳定性不够；寿命不长；发光效率低；