МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ имени М. В. Ломоносова
– –
Уточникова Валентина Владимировна
методическая разработка к спецкурсу
ЛЮМИНЕСЦЕНЦИЯ
органических соединений
Москва
Рекомендовано Методической комиссией Химического факультета и Факультета наук о материалах МГУ в качестве учебного пособия
для студентов старших курсов в 2014 г
1
Оглавление
Список обозначений и сокращений 3
Введение 4
1. Свет и источники света 5
Человеческое цветовосприятие 5
Формирование цвета 7
Цветовая температура 9
Параметры сравнения разных источников света 11
2. Особенности фотолюминесценции органических соединений 13
2.1 Особенности фотолюминесценции органических соединений 13
2.2. Особенности фотолюминесценции соединений лантанидов 22
2.3 Анализ люминесцентных свойств органических соединений 29
2.4 Измерение квантового выхода фотолюминесценции 34
4. Органические светоизлучающие диоды (OLED) 36
3.1. Возбужденное состояние в OLED 37
3.2. Инжекция и транспорт носителей заряда 39
3.3. Выход света из устройства 42
3.4. Материалы эмиссионных слоев 43
5. Список литературы 46
2
Список обозначений и сокращений
КС
КЧ
РЛК
Ln
, РЗЭ ЭЛ, EL ФЛ, PL
ОСИД, OLED
HOMO
LUMO
ETL
HTL
EF
S0, S1
T1
LC
MC
MLCT
LMCT
IC
ISC
Qотн.
Qабс.
Q
Q
набл
ВАХ
AFM
координационное соединение координационное число разнолигандный комплекс лантанид, редкоземельный элемент электролюминесценция фотолюминесценция
органическое электролюминесцентное устройство (organic light emitting device)
высшая занятая молекулярная орбиталь
(Highest Occupied Molecular Orbital)
низшая свободная молекулярная орбиталь
(Lowest Unoccupied Molecular Orbital)
слой с электронной проводимостью (electron transport layer) слой с дырочной проводимостью (hole transport layer) энергия Ферми основное и первое возбужденное синглетное состояние триплетное состояние
перенос заряда с лиганда на лиганд перенос заряда с металла на металл перенос заряда с металла на лиганд перенос заряда с лиганда на металл внутренняя конверсия внутрисистемный перенос относительный квантовый выход абсолютный квантовый выход
квантовый выход люминесценции при непрямом (через лиганд) возбуждении иона лантанида внутренний квантовый выход при прямом (непосредственном) возбуждении иона лантанида
наблюдаемое время жизни возбужденного состояния вольтамперная характеристика атомно-силовая микроскопия
3
Введение
Методическая разработка состоит из трех разделов, в первом из которых обсуждены особенности формирования цвета человоческим глазом и суммированы физические характеристики света, во втором – фундаментальные особенности люминесценции органических соединений, в том числе координационных соединений РЗЭ, а в третьем – структура, принцип работы и способы усовершенствования рабочих характеристик OLED, а также требования, предъявляемые к материалам эмиссионных слоев.
4
1. Свет и источники света
Человеческое цветовосприятие
Пожалуй, с самого момента изобретения колеса и даже с того времени, когда человек научился добывать огонь трением, фундаментальная наука существует неразрывно от прикладной. Именно поэтому основной акцент при изучении люминесценции делается именно на излучении в видимом диапазоне спектра: говоря «видимый», мы негласно подразумеваем «видимый здоровым человеческим глазом». Более формально под видимым диапазоном разные источники подразумевают область от 400…700 нм до 380…800 нм. Именно в этой области интенсивность солнечного спектра максимальна, и это не случайно: за миллионы лет развития наш глаз эволюционировал так, чтобы детектировать свет именно тех длин волн, интенсивность которых в спектре основного источника естественного освещения – солнца – максимальна.
Прежде чем сравнивать различные источники света, рассмотрим механизм детектирования и обработки светового сигнала самым важным для нас оптическим прибором – человеческим глазом. Свет, падающий в глаз, вызывает фотохимические реакции в сетчатке, которая соответствует фотопленке. Нервный импульс, генерируемый в результате этой реакции, передается в мозг, генерируя зрительный сигнал. Сетчатка охваты
ЛитРес