聚合物电致发光二极管热特性研究
聚合物的电学、热学和光学性能—聚合物的电学性能(高分子物理课件)
表征材料电性能的另一个重主要参量是电导率。电导率的定义可以由欧姆定律给出：当施加的电场产生电流时，电流密度J正比于电场强度E，其比例常数，即为电导率σ，即：电导率σ= J(电流密度) /E(电场强度) 电导率与电阻率关系为σ=1/ρ，单位为西门子每米，即S/m。 电导率的大小反映了物质输送电流的能力。ρ愈小,σ愈大，材料导电性能就越好。
界面极化
PE能否发生取向极化？纯PE，界面极化能否发生？
思考题
介电性指在电场作用下,构成物质的带电粒子只能产生微观上的位移而不能进行宏观上的迁移的性质，宏观表现出对静电能的储蓄和损耗的性质，这是由于聚合物分子在电场作用下发生极化引起的，通常用介电系数ε和介电损耗表示。
二、聚合物的介电性能
例如喷涂在聚合物表面的抗静电剂，通过其亲水基团吸附空气中的水分子，会形成一层导电的水膜，使静电从水膜中跑掉。
在涤纶电影片基上涂敷抗静电剂烷基二苯醚磺酸钾，结果片基表面电阻率降低7~8个数量级。
另外，根据制造复合型导电高分子材料的原理，在聚合物基体中填充导电填料如炭黑、金属粉、导电纤维等也同样能起到抗静电作用。
相对于本征型导电高分子而言，这种复合材料的制备无论在理论上还是应用上都比较成熟，具有成型简便、重量轻、可在大范围内根据需要调节材料的电学和力学性能、成本低廉等优点，因而得以广泛开发应用。
复合型导电高分子的基体有：
常用的导电填料有：
碳类（石墨、炭黑、碳纤维ห้องสมุดไป่ตู้石墨纤维等）
金属类（金属粉末、箔片、丝、条或金属镀层的玻璃纤 维、玻璃珠等）
聚合物与聚合物摩擦时，介电系数大的聚合物带正电，介电系数小的带负电。另外聚合物的摩擦起电顺序与其逸出功顺序也基本一致，逸出功高者一般带负电。
半导体器件中的热电特性与热电转换技术
半导体器件中的热电特性与热电转换技术随着科技的不断进步和人们对环境保护的重视，热电转换技术作为一种新兴的能源转换方式逐渐受到人们的重视。
热电转换技术利用材料的热电效应实现热能和电能之间的转换，具有高效、可靠、环保等优点，在能源领域具有广泛的应用前景。
而要实现热电转换技术的高效率，热电特性的研究和理解至关重要。
本文将探讨半导体器件中的热电特性与热电转换技术。
首先，我们需要了解半导体材料的热电效应。
热电效应是指材料在温度差异下产生的电压差和电流的现象。
根据材料的导电类型，热电效应可以分为Seebeck效应、Peltier效应和Thomson效应。
Seebeck效应指的是当半导体材料的两端温度不同时，会产生电势差使电流通过材料。
Peltier效应则是当电流通过半导体材料时，会在材料的两端产生温度差。
Thomson效应是指电流通过材料时，由于材料内部的温度梯度，会产生温度依赖的电势差。
这些热电效应共同构成了半导体器件中的热电特性。
热电转换技术依赖于材料的热电特性来实现热能和电能的相互转换。
其中，Seebeck效应是热电转换技术中最重要的基础。
通过合理选择材料和设计器件结构，可以实现高效的热电能量转换。
半导体材料具有较高的Seebeck系数，意味着它们更容易将热能转化为电能。
因此，半导体材料成为热电转换器件中的核心材料。
同时，为了提高转换效率，还需要降低材料的电阻和热阻。
通过材料的复合、结构的优化和工艺的改进等方式，可以大幅度提高热电转换器件的效能。
在热电转换技术的应用方面，半导体材料的热电性能对于发电装置的效率和性能起着决定性的作用。
一种常见的热电转换器件是热电发电器。
热电发电器利用温差发电原理，将热能转化为电能。
将热电体与散热体连接，当热电体的一侧受热，另一侧受冷时，会产生电势差，从而产生电流。
通过合理设计热电发电器的结构和优化材料的选择，可以提高发电效率和输出功率，使其在新能源领域具有重要的应用价值。
不同电流下发光二极管温度和光谱特性的实验研究
温度和光谱特性 的实验 ， 并测定 了紫 、 蓝、 绿、 黄和红光二极管管温 随电流变化和光谱 的变 化 。各种二极
管随 电流 的增加温度升 高 ， 紫、 蓝 和黄光 Ｌ Ｅ Ｄ升温速率要快 。随电流增加 ， 紫、 黄 和红光 Ｌ Ｅ Ｄ有明显 的
红移 ， 绿光 Ｌ Ｅ Ｄ有明显的蓝移 ， 而 蓝光 Ｌ Ｅ Ｄ先 蓝移后 红 移 。随 电流 的增 加 Ｌ Ｅ Ｄ有 光输 出饱 和现 象 。
单 向导 电性 。当给 发 光 二 极 管加 上 正 向 电压 后 ，
图１ 是 Ｌ Ｅ Ｄ测 量 的实 验 装 置 示 意 图 。 自制 的Ｌ Ｅ Ｄ 支架 ２可 以方 便 的 固定 Ｌ Ｅ Ｄ１以及 测 量
注入 的少 数 载流 子 与 多 数 载 流 子 复合 ， 复 合 释放
电路 和热 电阻 ３ （Ｐ ｔ ｌ ０ ０标 准热 电阻 ） 。热 电阻被 焊接 在 Ｌ Ｅ Ｄ 的阳极 管脚 上 ， 它 的 电阻值 由数 显温
管的特性也变得越来越重要． Ｌ Ｅ Ｄ驱动 电流的增 加， 会 导致 Ｌ Ｅ Ｄ温 度 升高 ， 而Ｌ Ｅ Ｄ是 一 个温度 依 赖 性 较强 的光 源 ， 并 且 过高 的温 度会影 响 Ｌ Ｅ Ｄ 的 寿命 和可 靠性 ｒ ４ ］ ， 因此 了解 电流 对 Ｌ Ｅ Ｄ 温 度 的 影 响以及 由此 引起 的光 谱变 化非 常重 要 。文章 实
及发光波长特性 。其 中 Ｌ Ｅ Ｄ的管脚温度用温度 传 感器 测量 ， 发 光波 长用 光学 多道 分析 仪测 量 。
１ Ｌ Ｅ Ｄ工作原 理
Ｌ Ｅ Ｄ是把 电能转 化成 光能 的半导 体器件 。
２ ． ２ 试验 装置 与测 试过 程
Ｌ Ｅ Ｄ与普 通二 极 管一 样 由一个 Ｐ Ｎ 结组 成 ， 具 有
东南大学物理学院-LED热学特性研究实验讲义
大功率LED热学特性研究（课题实验）发光二极管（Light Emitting Diode, LED）在过去十几年里有了飞速的发展，逐渐突破了仅能作为低功率指示灯光源的限制，被广泛应用于日常照明和显示等领域[1-2]。
LED是通过外电流注入的电子和空穴在耗尽层中复合，以辐射复合产生光子而发光，同时也会有部分复合能量传递给晶格原子或离子，发生非辐射跃迁，这部分能量转换成热能损耗在PN结内。
对于小功率LED来说这部分热量很小可以不作考虑。
然而，对于大功率照明用LED而言，其发热量大幅提高，直接影响到了LED的发光效率和器件的使用寿命，以及引起波长的漂移，造成颜色不纯等一系列问题。
因此，研究功率型LED的热学与发光特性不仅涉及半导体物理的基础问题，也是目前光电工程领域的开发热点[3-4]。
一、实验原理简介1. 脉冲法测量结温准确测量LED的结温是研究LED热学特性的基础。
LED灯的基本结构如图1所示，其芯片的核心结构是一个半导体的PN结，所谓LED的结温指的就是PN结的温度。
由于PN 结的尺寸很小，又被荧光材料和树脂胶包裹，无法直接测量其温度，因此常用间接法来测量结温。
本实验仪器采用一种较为新颖的脉冲法测量结温，该方法于2008年由美国NIST实验室提出[7]。
其核心思想是通过脉冲电流来限制结温TJ的上升，使之与器件表面可测量温度TB接近一致。
当给待测LED灯通入一个幅值为额定值的脉冲电流时，芯片在脉冲内正常发光并升温，但由于电流占空比很小，芯片温度会在一个较长的电流截止状态下降低到和表面温度一致。
从整体效果来看，只要脉冲占空比足够小，LED的芯片温度能维持和表面温度一致，如图2所示。
这样，只要借助温控仪就能在脉冲电流下定标出芯片两端的电压‒温度曲线。
由于在电流一定时，特定PN结的压降仅和结温有关，所以在有了LED的电压‒温度曲线后，只需测量正常工作时LED两端的电压就可以得到其实际的结温。
图1 功率型LED 基本结构示意图图2 （a ）LED 在不同占空比的脉冲电流下结温随时间的变化示意图；（b ）待测LED 灯珠在脉冲电流和稳流状态下点亮时，器件表面温度随时间的变化曲线。
电致发光实验报告
一、实验名称：电致发光实验二、实验目的：1. 了解电致发光的基本原理和现象；2. 掌握电致发光器件的结构和性能；3. 通过实验验证电致发光的基本特性；4. 培养实验操作能力和数据分析能力。
三、实验原理：电致发光（Electro-Luminescence，EL）是指当电流通过某些物质时，物质会发出可见光的现象。
根据发光机理的不同，电致发光可以分为以下几种类型：1. 发光二极管（LED）：通过电子与空穴复合产生光子；2. 场致发光（EL）：在电场作用下，材料中的电子与空穴分离，产生光子；3. 热致发光：由于温度升高，材料中的电子与空穴复合产生光子。
本实验主要研究LED的电致发光特性。
四、实验器材：1. LED发光二极管（红色、绿色、蓝色各一只）2. 电流表（量程0～0.3A）3. 电压表（量程0～15V）4. 滑动变阻器（最大阻值20Ω）5. 电源（最大输出电压5.6V）6. 开关7. 导线若干五、实验步骤：1. 根据实验原理图连接电路，确保电流表、电压表、滑动变阻器、LED和电源正确连接；2. 打开电源，调节滑动变阻器，使电压表读数为3V；3. 观察LED的发光情况，记录电流表和电压表的读数；4. 逐渐增大电压，观察LED的发光情况，记录电流表和电压表的读数；5. 当LED的亮度达到最大时，记录此时的电压和电流；6. 改变LED的正负极，重复步骤3～5；7. 将红色、绿色、蓝色LED分别接入电路，重复步骤3～6；8. 整理实验器材。
六、实验数据：实验次数 | 电压（V） | 电流（A） | LED颜色------- | -------- | -------- | --------1 | 3 | 0.1 | 红色2 | 4 | 0.15 | 红色3 | 5 | 0.2 | 红色4 | 3 | 0.1 | 绿色5 | 4 | 0.15 | 绿色6 | 5 | 0.2 | 绿色7 | 3 | 0.1 | 蓝色8 | 4 | 0.15 | 蓝色9 | 5 | 0.2 | 蓝色七、实验结果分析：1. 从实验数据可以看出，LED的发光强度随着电压的增加而增加，且不同颜色的LED发光强度随电压变化的趋势基本一致；2. 当电压达到一定值时，LED的亮度达到最大，此时电流也达到最大；3. 改变LED的正负极，发光强度和电流基本不变，说明LED的发光特性与极性无关；4. 不同颜色的LED发光强度随电压变化的趋势基本一致，但最大发光强度不同，说明不同颜色的LED发光效率不同。
有机电致发光材料的研究进展及应用
有机电致发光材料的研究进展及应用材化1111班王蒙 1120213122摘要：简要论述有机电致发光设备的发光机理、器件结构及彩色显示方法，详细介绍有机电致发光材料的种类、组成、特点和研究近况，并对其用途和前景，尤其在军事领域的应用作了一定介绍。
另外还指出了有机电致发光在商业化过程中一些急待解决的问题。
关键词：有机发光材料，进展，应用。
正文：信息技术的持续快速发展对信息显示系统的性能，如亮度、对比度、色彩变化、分辨率、成本、能量消耗、质量和厚度等均提出了高的要求。
在已有的成熟显示技术中，电致发光显示设备能够满足上述性能要求，另外它还具有宽视角、较宽的工作温度范围和固有的强度等优点。
电致发光显示设备一般包括发光二极管(LED)、粉末磷设备、薄膜电致发光设备(TFEL)和厚介质电致发光设备等。
目前的信息显示市场上真正的参与者主要是TFEL和有机LED (OLED)。
OELD技术的发展时间并不很长，但发展速度较快。
近几年，随着市场对高质量、高可靠性、大信息量显示器件的需求日益增加，OLED技术更是得到了长足的发展，目前已有多种OLED产品投入市场。
1997年，日本Pioneer公司推出配备有绿色点阵OLED的车载音响，并建立了世界上第一条OELD生产线。
1998年，日本NEC、Pioneer公司各自研制出5英寸无源驱动全彩色四分之一显示绘图阵列(QVGA)有机发光显示器。
2000年，Motorola公司推出了有机显示屏手机。
2002年，Toshiba公司推出了17英寸的全彩色显示器。
清华大学与北京维信诺公司共同开发出国内首款多色OLED手机模块。
2003年，台湾奇美电子公司与IBM合作推出加英寸的OELD显示器。
2004年5月，日本精工爱普生公司研制成功的40英寸大屏幕OLED显示器以全彩、超薄、动态影像显示流畅的特点成为OELD显示市场上最大的亮点。
2006年，首尔半导体株式会社的子公司SeoulOptodeviceCo．Lid．以控股方式与美国SensorElectronicTechnology公司共同开发生产的世界唯一的短波长紫外发光二极管(UVEL D)产品已开始量产。
有机电致发光二极管
有机电致发光二极管
1 什么是有机电致发光二极管
有机电致发光二极管（Organic Light Emitting Diode，简称OLED）是一种全新的发光原理，由有机材料层构成，在电场的作用下通过自发光辐射光来实现发光的功能。
其与传统的封闭式发光二极管工作原理不同，具有薄膜体积小、耐热性好、易被电解、寿命长、能效高等特点。
2 OLED特性
OLED相对传统发光技术，具有更灵活的制备条件，特别是不需要安装光源，开放式发光，直接利用有机物或聚合物在电场作用下发出明亮的光，所以有机电致发光二极管具有：
（1）明亮性好：有机电致发光材料的发光强度可以达到高于传统的白光EML管的效果；
（2）薄膜厚度小：有机电致发光的厚度可以比较薄；
（3）色温高：具有高色温发光材料既可以发出白光又有如同太阳一般的自然光；
（4）耐热性好：有机电致发光的耐热性高于传统的发光技术；
（5）寿命长：材料的使用寿命可以达到10万小时以上。
3 应用
有机电致发光二极管应用于新能源、能源改造、汽车产业、航空
航天等领域，可以用作汽车尾灯、便携式电子设备苹果面板，触摸式
智能手机等；医学检测，为医院检查和检验提供高质量的亮度和色彩。
此外，OLED可以用于航空航天技术，尤其是用于太阳能电池，可以有
效的发挥其彩色发光的特性，减少太阳能电池的体积并提高它的可靠
性和可用性。
从以上内容可以看出，有机电致发光二极管具有很多优点，被广
泛应用于科技技术。
未来，OLED将在大量的科技应用领域将会发挥重
要作用。
有机发光二极管的热分析与热设计
￥Ｃ ｒ ｓｏ ｄｎ ｕ ｏ ． — ｉ ｊ ｚａ ｇ ｓ ｕ ｅ ｕ ｖ ｏｒ ｐ ｎ ｉ Ａ ｔ ｒ Ｅ ｍａｌ ｈ ｈ ｎ ＠ ｈ ． ｄ ． ｎ ｅ ｇ ｈ ：
Ａ ｓ ａ ｔ ｏ ｕａ ｏ ａ ｆ ｉ ｄ ｎｍｉ （ Ｆ ｂｔ ｃ ：Ｃ ｍｐ ｔ ｉ ｌｌ ｄ ｙ ａ ｃ Ｃ Ｄ） ｂｓｄ ｔｅｍ ｌｓ ｕａ ｏ ｎ ｒｎｉ ｔｔｅｍ １ ｒ ｔｎ ｕ ａｅ ｈ ｒ ａ ｉ ｌ ｉ ａｄ ｔ ｓ ｎ ｈ ｒ ａ ｍ ｔｎ ａ ｅ
论 了输入功率 、 面板取 向、 风速 等实 际应用变量对 Ｏ Ｅ Ｌ Ｄ面板结温 的影响。研 究结果表 明， Ｌ Ｄ的结 温与衬 ＯＥ 底及封装盖表面存在明显的温度梯 度 ， 且此温度梯度随输 入电流增加大 幅增 大。Ｏ Ｅ Ｌ Ｄ的热学特性 与面板取
向 、 流速 度 密切 相 关 。 气
关
键
词 ： Ｌ Ｄ： 温 ： 阻 ＯＥ 结 热 文献 标 识 码 ： Ａ Ｄ ：１．７ ８ ｆ ｂ０ ２ ３６ ０ ２ ＯＩ ０ ３ ８／ｇ ２ １３ ０ ．６ ４ ｘ
中 图分 类 号 ： Ｎ ６ ． ； Ｎ ０ ．４ Ｔ ３４ ２ Ｔ ３ ５９
小分子有机电致发光材料的合成与性能研究
小分子有机电致发光材料的合成与性能研究随着人们对环境保护意识的提高，绿色能源成为了越来越多人关注的话题。
在绿色能源领域，有机电致发光材料受到了人们的广泛关注。
小分子有机电致发光材料作为一种新型、高效、环保、可重复使用的发光材料，近年来得到了广泛的研究和应用。
小分子有机电致发光材料的合成是困难的，需要对材料的化学结构、发射过程和电子输运等进行深入研究。
此外，对小分子有机电致发光材料的性能研究也非常重要，可以为鉴别材料的优劣提供依据，为其应用于特定领域提供参考。
一、小分子有机电致发光材料的合成小分子有机电致发光材料的合成涉及到多个方面，包括材料的化学结构、发射过程和电子输运等。
其中，化学结构是影响材料电致发光性能的关键因素之一。
目前，针对小分子有机电致发光材料的合成已经有了一些研究成果。
例如，许多研究人员利用立体化学的原理来控制小分子有机电致发光材料的分子结构。
通过合理的设计分子结构，可以控制分子之间的距离和相对位置，从而影响电荷输运和激子的形成和输运过程，改善小分子有机电致发光材料的性能。
此外，还有一些研究表明，改变小分子有机电致发光材料的分子结构也可以改变其电子输运的特性。
通过引入官能团，可以改变材料的能带结构和电子亲和力，从而影响电荷注入、激子的形成和输运等过程。
二、小分子有机电致发光材料的性能研究小分子有机电致发光材料的性能研究是评价材料优劣的重要手段。
不同的应用领域对电致发光材料的性能要求不同，因此性能研究也多样化。
1. 光电特性研究作为一种发光材料，小分子有机电致发光材料的关键性能之一就是光电性能。
这里，重点需要研究的是小分子有机电致发光材料的发光机制。
当前，对于小分子有机电致发光材料的光电特性研究，研究人员一般采用多种研究手段，如动态光电流法、电致荧光光谱、荧光寿命和荧光量子产率等。
利用这些手段可以全面了解小分子有机电致发光材料的光电特性，包括材料的透过率、发射波长、荧光寿命和量子效率等。
聚合物材料的电学性能研究及其应用
聚合物材料的电学性能研究及其应用聚合物材料在电子技术领域已经占据了重要的位置，其电学性能的研究成为了一个热门的话题。
本文将从聚合物材料的电学性能、研究方法、应用等几个方面进行探讨。
一、聚合物材料的电学性能聚合物材料的电学性能是指它在电场作用下的响应能力，主要包括电导率、介电常数、介质损耗、热释电效应等。
电导率是聚合物材料传导电子的能力。
通常情况下，聚合物材料的电导率很低，但通过掺杂、复合等方式可以提高其电导率，使其成为电器材料的一种良好选择。
介电常数是聚合物材料对电场的响应能力，其值越大代表其对电场的响应能力越强。
一般来说，聚合物材料的介电常数大，介质相对稳定，抗电击穿性能强。
介质损耗是指在电场作用下，介质材料的能量耗散程度。
聚合物材料的介质损耗小，因此在高频电路、电磁辐射屏蔽等方面具有优良的性能表现。
热释电效应是指在聚合物材料受到光、热、电等刺激后，可以释放出电荷。
这一特性使得聚合物材料在太阳能电池、传感器等方面有着广泛的应用。
二、聚合物材料电学性能研究方法要研究聚合物材料的电学性能，需要一个完整的实验方法来评估其性能。
在实验中，需要测量聚合物材料的电导率、介电常数、介质损耗等参数，同时还需要探究其热释电效应等特性。
电导率的测量可以通过传统的四接法测量或者交流阻抗谱测量来实现。
介电常数的测量可以使用介电谱或者扫描电子显微镜等技术来实现。
介质损耗的测量可以采用共振技术和非共振技术等方法。
热释电效应的研究则需要使用一些特殊的仪器和设备，如卢米谱仪、光电导测量系统、飞秒光谱仪等。
总体来说，聚合物材料的电学性能研究需要全面考虑其物理和化学特性，采用多种测量和分析方法的综合运用。
三、聚合物材料电学性能在实际应用中的表现聚合物材料由于其良好的电学性能，广泛地应用于电子、信息技术、光学和力学市场。
在信息技术领域，聚合物材料被用于制造电子元器件、光电开关等；在激光波导器和光纤通信市场，聚合物可以承受高温，高速操作上也很好。