26.1 复习笔记
一、有机共轭材料
有机光电功能材料包括小分子和高（大）分子化合物。大分子化合物是有机共轭分子通过一定形式形成的聚集体。新型有机共轭分子的合成是该领域创新的基础。
1．导电高分子材料
在一定的条件下，有机共轭小分子或高分子材料（通俗地称为塑料）完全可以具有金属的性能，从而变成导体。
对于共轭高分子材料而言，它最简单的结构就是聚乙炔。 反式聚乙炔poly(transacetylene)(PA)的结构顺式聚乙炔的结构
30多年来，已经发展了许多此类共轭化合物。具有代表性的有：
聚对苯聚对苯乙炔聚噻吩
聚吡咯polypyrrole（PPy）聚苯胺polyaniline（PANi）聚芴polyfluorene（PF）这类材料是一种简单分子形成的长链聚合物或寡聚物，它是由重复的单元链段组成的，
而每个单元链段则是由碳碳单键和不饱和共价键（双键或叁键）交替组成的。
这些共轭高分子材料大多具有半导体的特性，它们的导电性是各向异性的。
这些轨道与相邻的碳氢原子轨道键合构成了平面型的结构框架。其余的未成键的p z轨道与这一分子平面垂直，它们相互重叠，形成了类似于一维状态碱金属的长程的π电子共轭体系。
量子力学的计算结果表明这种一维体系是不稳定的，容易发生导体到半导体的相变，也称为Peierls相变。
Peierls相变导致能量最低空轨道（LUMO）和能量最高占据轨道（HOMO）之间产生比较大的能隙，从而使相变后的聚合物不再是良导体。
掺杂是指通过氧化或还原的过程使导电高分子材料存分子结构内发生氧化或还原反应。
其作用机理如下：
（1）真空状态（vacuum state）：
共轭链（undisturbed conjugation）
（2）中性孤子（neutral soliton）：
自由基（free radical）
（3）正孤子（positive soliton）：
碳正离子（carbonium）
（4）负孤子（negative soliton）：
碳负离子（carbanion）
（5）正极化子（positive polaron）：
阳离子自由基（radicalcation）
（6）负极化子（negative polaron）：
阴离子自由基（radicalanion）
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（7）正双极化子（positive bipolaron）：
二价碳正离子（carbodication）
（8）负双极化子（negative bipolaron）：
二价碳负离子（carbodianion）
在掺杂状态下，会产生以上这些载流子，而载流子在材料中的迁移引起电导。掺杂物所起的作用就是掺入电子或吸收电子。
载流子在共轭高分子材料中的迁移既包括沿单一共轭体系的移动，也包括在共轭体系之间的跃迁。
（1）基本概念
物质在外加的电场作用下被一定的电能所激发而产生的发光现象，称为电致发光（electroluminescence，EL）。
有机EL器件的基本结构属于夹层式结构，即具有半导体性质的有机薄膜被两侧电极像三明治一样夹在中间，并且至少一侧为透明电极以获得面发光。
由空穴传输层（HTL）、电子传输层（ETL）和将电能转化为光能的发光层（EML）组成的三层有机薄膜器件结构是目前有机EL器件中最常用的器件结构。
图26-1 典型的OLED器件结构图
制造高效OLED的一个重要的研究方面是OLED的发光机制。
有机EL的发光机理如下：在外界电压的驱动下，由阴极注人的电子和阳极注入的空穴在发光层相互作用形成受激的激子，激子从激发态回到基态时辐射跃迁而产生发光现象。
（2）有机EL过程的步骤
以典型的三层OLD为例，：
①载流子的注入在外加电场的作用下，电子和空穴分别从阴极和阳极注入到电极内侧间的有机功能薄膜层；
②载流子的迁移载流子分别从电子传输层（ETL）和空穴传输层（HTL）向发光层（EML）迁移；
③载流子的复合电子和空穴在发光层中相遇，相互束缚而形成激子；
④光子的发射激子通过辐射失活，产生光子，释放出光能。
用于有机EL器件中的材料可以分为：电极材料、载流子传输材料和发光材料。
（3）选择发光材料的条件
发光材料是器件中最重要的材料。选择发光材料必须满足下列要求：
①高量子效率的荧光特性，且荧光光谱主要分布在400～700 nm可见光区域内；
②良好的半导体特性，即具有高的导电率，能传导电子或空穴，或两者兼有；纵目人是什么意思
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③良好的成膜性，在几十个纳米的薄层中不产生针孔；
④良好的热稳定性。
依据化合物的分子结构，有机发光材料一般可分为两大类：小分子有机化合物和高分子聚合物。表26-1简单概括了有机发光材料的分类及其各自的特点。
表26-1有机发光材料的分类及其特点
一些常见的有机EL 材料的化学结构如下所示：
康复舞春满人间
（i ）DCJTB （ii ）Alqa （iii ）Eu （TTA ）3Phen
（iv ）PPVs
（
v
）
PFs
（Vi ）PPPs （vii ）PTs
（4）有机电致发光器件的特点：
①采用有机物，材料选择范围宽，可实现从蓝光到红光的全显示； ②驱动电压低，只需3～10 V 的直流电压；
③发光亮度和发光效率高；
④全固化的主动发光；
⑤视角宽，响应速度快；
⑥制备过程简单，费用低；
影视理论⑦超薄膜，重量轻；
宜万
⑧可制作在柔软的衬底上，器件可弯曲、折叠；
⑨宽温度特性，在-40～70℃的范围内都可正常工作。
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