高分子光致发光材料的研究现状.pptx

高分子光致发光材料的

研究现状

高分子光致发光材料高分子光致发光材料是将光敏性物质（芳香稠环、电荷转移络合物或金属）引入高分子骨架的一类功能高分子材料。无机物发光的研究和应用已经有了较长的历史，但无机发光材料存在一些难以克服的缺点：种类少，可调节性小，使用条件苛刻，能量效率不高，难于获得蓝光等。因此探索新的发光材料将十分重要。具有大共轭体系的高分子在光的激发下，容易产生电子能级的跃迁，发出不同波长的光来。由于高分子聚合物的种类繁多，结构多种多样，可以满足各种不同的用途，在发光领域中高分子材料的研究近年来日益受到人们的重视。

电子共有化运动根据量子力学知识，单个原子中处于束缚态的电子能量是量化的，只有当它脱离原子核的束缚成为自由电子后，其能量才是连续的。在单个原子中，某一电子只受到原子核和同一原子中其他电子的相互作用。原子组成晶体后，由于原子壳层的交叠，电子不再局限在某一个原子上，而是在整个晶体中运动，这种运动称为电子的共有化运动。电子共有化运动使能级分裂为能带。显然，最外层的未满壳上的价电子受其他原子的作用最强，共有化运动最显著，电子受到晶格周期性势场的作用，原来孤立原子中的一系列能级变为一系列能带。由自由原子壳层电子能级分裂形成的能带分别以相应的光谱学符号称为s带、p带、d带等。

能级与能带对N个原子所组成的晶体，每个能带将由N个能差非常小的能级所组成，因为每个ns原子能级能容纳2个电子，相应的能带能容纳2N个电子。同样，因为np原子能级能容纳6个电子，相应的np能带可容纳6N个电子。在基态时，电子总是先占据低能量的能带，然后逐步向上填充。原先自由原子电子的s能级分裂为和原来能级很接近的N个能级，形成一个能带，称为s能带。图1孤立的原子能级分裂为能带

能带的结构根据能带的结构和电子填充的情况，能带有不同的性质和名称。价带：由价电子所填充的带称为价带(valenceband)，通常情况下，价带为电子填充能量最高的能带；若价带中所有状态都被价电子占满，称为满带。导带：未被占满的价带，称为导带(conductionband)；没有电子的能带称为空带，由于价带中的电子一旦被激发进空带，它就成为自由电子而可参与导电，因此空带也叫导带。禁带：导带底与价带顶之间的区域叫禁带(forbiddenband)，其能量差称为带隙(bandgap)，常用Eg表示，单位为电子伏特(eV)。

电子性质与能带结构固体的电子性质和能带结构密切相关。按能带模型，可将固体划分为导体、半导体和绝缘体，它们之间的差别决定于：①各自的能带结构；②价带是充满的还只是部分地被充满；③满带和空带之间能隙的大小。图2简化的半导体能带模型图3固体材料的电性质及分类依据

高分子光致发光机理高分子在受到可见光、紫外光、X-射线等照射后吸收光能，高分子电子壳层内处于价带的电子向较高能级导带跃迁，形成空穴和电子。空穴可能沿高分子移动，并被束缚在各个发光中心上，辐射是由于导带上的电子返回较低能量级价带或电子和空穴在结合所致。高分子把吸收的大部分能量以辐射的形式耗散，从而可以产生发光现象。图4光致发光机理示意图

聚苯撑乙烯类(PPV)光致发光材料1聚芴类(PF)光致发光材料2聚噻吩类(PT)光致发光材料3光致发光材料研究现状

聚苯撑乙烯类(PPV)光致发光材料PPV是第一个被报道用作发光材料制备光致发光器件的高分子，是目前研究得最多、最广泛、最深入，也被认为是最有应用前途的异类高分子光致发光材料。经典的PPV材料具有不溶与不熔的特点，不能满足发光器件的制作要求。因此许多科学家都致力于通过化学改性和物理改性来设计合成出结构、性能各异的PPV及其衍生物，以满足使用要求。

聚苯撑乙烯类(PPV)光致发光材料Jen等报道将-CN基引入到主链中的乙烯基上所得到的PPV衍生物很不稳定，容易发生光氧化反应，而将-CN取代基引入到主链中的苯环上则不影响其稳定性。

聚苯撑乙烯类(PPV)光致发光材料邹应萍等合成了芳环上含有烷氧取代基、主链含有饱和脂肪链、醚键、离子传输基团的对称和非对称的PPV衍生物，所合成的聚合物在有机溶剂中的溶解性能得到了大的改善。

聚苯撑乙烯类(PPV)光致发光材料Yeh等合成了结构为p-EHD-p-PPV的PPV衍生物，在侧链中引入柔性的对(2-乙基乙氧基)苯，所制备的器件发绿光，最大亮度和发光效率分别为3735cd·m-2和0.57cd·A-1(11V)。

聚芴类(PF)光致发光材料在各种有机光致发光材料中，PF材料具有较高的光