光子学前沿讲座 有机和生物光电材料与器件.ppt

有机和生物光电材料与器件  一、有机光电材料研究进展与发展趋势 有机光电材料是一类具有光电活性的有机材料， 广泛应用于有机发光二极管、 有机晶体管、 有机太阳能电池、 有机存储器等领域。 有机光电材料通常是富含碳原子、 具有大 π 共轭体系的有机分子， 分为小分子和聚合物两类。与无机材料相比， 有机光电材料可以通过溶液法实现大面积制备和柔性器件制备。此外， 有机材料具有多样化的结构组成和宽广的性能调节空间，可以进行分子设计来获得所需要的性能，能够进行自组装等自下而上的器件组装方式来制备纳米器件和分子器件。 有机光电材料与器件的发展也带动了有机光电子学的发展。有机光电子学是跨化学、 信息、 材 料、 物理的一门新型的交叉学科。 四苯基卟啉分子结构 发光聚合物PPV分子堆积 非线性极化率 代表线性电极化率张量，而 和 分别代表二阶和三阶非线性电极化率张量。 有机发光二极管 有机电致发光的研究工作始于20 纪60 年代，但直到1987 年柯达公司采用多层膜结构，才首次得到了高量子效率、高发光效率、高亮度和低驱动电压的有机发光二极管（OLED）。这一突破性进展使OLED 成为发光器件研究的热点。与传统的发光和显示技术相比较，OLED 具有驱动电压低、体积小、重量轻、材料种类丰富等优点，而且容易 实现大面积制备、湿法制备以及柔性器件的制备。 1999年 2006年 采用红、绿、蓝三种基础色LED，通过电脑控制十万个控制点，上百万个器件，呈现出1600万种颜色。 近年来，OLED 技术飞速发展。 2001 年，索尼公司研制成功13 英寸全彩OLED 显示器，证明了OLED 可以用于大型平板显示； 2002 年，日本三洋公司与美国柯达公司联合推出了采用有源驱动OLED 显示的数码相机，标志着OLED 的产业化又迈出了坚实的一步； 2007 年，日本索尼公司推出了11 英寸的OLED 彩色电视机，率先实现OLED 在中大尺寸、特别是在电视领域的应用突破。 各大公司和研究机构展示的最新开发的OLED 样品（自左至右） 美国GE，大面积白光光源； 韩国三星，大面积超薄平板显示； 日本先锋，柔性显示器； 德国弗劳恩霍夫应用研究促进协会，透明OLED） 除了在显示领域的应用，白光OLED 作为一种新型的固态光源也得到了广泛关注。2006 年，柯尼卡美能达技术中心开发成功了1000 cd/m2初始亮度下发光效率64 lm/W、亮度半衰期约1万小时的OLED 白色发光器件，展示了OLED 在大面积平板照明领域的前景。目前WOLED 最高效率的报道来自德国Leo 教授的研究组，他们采用红绿蓝三种磷光染料，并采用高折射率的玻璃基板提高光取出效率，得到了1000 cd/m2 下效率124 lm/W 的白光器件，效率超过了荧光灯。 低掺杂聚合物发光二极管 The molecular structures of P[(por)A-S] (a) and P[(por)A-AN] (b) Steady-state absorption spectra of p[(por)A-S] at porphyrin content of 0. 1%(a) and 0.27% (b). The time-integrated luminescence spectra of P[(por)A-S] and P[(por)A-AN] films at the excitation wavelength of 400nm and the pulses power of 6mW. (a) (b) show the transient luminescence relaxation processes of the P[(por)A-AN] and P[(por)A-S] films at the emission peak of about 650nm. (c) (d) The transient luminescence relaxation processes of the P[(por)A-AN] and P[(por)A-S] films at the emission peak of about 650nm. (a) The transient luminescence relaxation processes of the P[(por)A-AN] and P[(por)A-S] films at the emission peak of about 650nm. Table I The table summarizes the time constants of p[(por)A-AN] and p[(por)A-S