OLED材料的及发光材料研究现状存在问题与解决方案

2024-06-15

OLED材料的及发光材料研究现状存在问题与解决方案(精选6篇)

OLED材料的及发光材料研究现状存在问题与解决方案 第1篇

OLED材料及发光材料的研究

随着近代的CRT发展,即阴极射线管,相信很多人在家里都有一部这样的电视机。然后随着技术的发展,到了前几年比较先进的LCD(液晶)。液晶电脑当时成为了潮流的象征,但时代的对技术的要求总是不会满足。慢慢地,液晶的光芒被LED(发光二极管)夺去。由于LED机构牢固,可以紧密衔接,寿命长,驱动电压低,效率高,稳定性强等优点,慢慢大街小巷都充斥着LED的光。壮观点,回忆一下北京奥运会开幕式上李宁在空中飞翔过程中脚下的屏幕,就是LED做的。普通点,走到马路上,拦下一辆计程车,车头灯没准就是LED。

LED的普及,令人惊讶。然而,人类的欲望不会永远停留在LED上,我们会想象。想象一下未来发光的纸质,像薄膜一样发光的屏幕,房间的四面墙上都是发光的材料,从前,这些都是存在幻想中,今天,这个幻想慢慢变成了理想,甚至已经成为了现实-----OLED(有机发光二极管)。我们总在追求完美,LED虽说总体不错,但也有一些不足。例如,LED属于电光源,发光时分辨率不高,而且器件制作成本高,无法实现大面积化等等。因此,随着科学家们的深入研究,发现了OLED。OLED属于小分子材料发光,面光源,容易实现大面积化,人们从前整面墙壁都是屏幕的幻想已经变成了理想。OLED弯曲性强,薄型化,透明度不论从如今的高端技术的发展,还是未来设备的需要,OLED都是首选。

OLED(有机发光显示器)是指有机半导体材料是指有机半导体材料在电场作用下发光的技术,OLED为全固态结构,主动发光,无需背光源,被业内人士称为 “梦幻般的显示技术”,是最有发展前景的新型显示技术之一,也是国际上高技术领域的一个竞争热点。与液晶显示器(LCD)相比,OLED具有许多优点,如高亮度、高对比度、超轻期薄、响应时间短、无视角限制、低功耗、抗震性能好、工作温度范围宽、能实现柔软显示等。根据驱动方式不同,OLED可分为2种,一种是无源驱动型OLED(PMOLED),一种是有源驱动型OLED(AMOLED)。OLED显示技术与传统的LCD显示方式不同,无需背光灯,采用非常薄的有机材料涂层和玻璃基板,当有电流通过时,这些有机材料就会发光。而且OLED显示屏幕可以做得更轻更薄,可视角度更大,并且能够显著节省电能。

为了形像说明OLED构造,可以将每个OLED单元比做一块汉堡包,发光材料就是夹在中间的蔬菜。每个OLED的显示单元都能受控制地产生三种不同颜色的光。OLED与LCD一样,也有主动式和被动式之分。被动方式下由行列地址选中的单元被点亮。主动方式下,OLED单元后有一个薄膜晶体管(TFT),发光单元在TFT驱动下点亮。主动式的OLED比较省电,但被动式的OLED显示性能更佳。

除了显示效果好,此外OLED的弯曲性也非常好,OLED完全颠覆了人们以往认为电灯就是不可变形的形象。在先进的技术下,它可以再不同基板上制成,具有强大的兼容性,制成柔软的显示器,既可以挂在墙上,又可以贴在你的桌面上,还能卷曲起来,便于携带。相信,这种优点,在将来会得到最大的应用。当OLED普及时,世界可能到处充满光亮,你的衣服,杯子,甚至是你的背囊,都能发光。无论如何折叠,它就像纸质一般,不会损坏。这该是多么的神奇!从而被称为电脑显示的奇葩!

同时,它是全固状态,没有液体。相信很多朋友都有这样的经历,在搬动液晶显示器时,我们都会小心翼翼,因为我们手中拿着是一种液体,液体具有流动性,一流出来就什么都没有了。但OLED不一样,采用有机小分子材料,具有良好的避震性。全固性的结构不单带来了避震的优点,进而带来了高速的响应速度。在于LED的比较中,反应速度为0.01ms,是LED的1000倍。到底这个速度有什么体现呢?当你拿着高速摄影机拍摄时,不会有拖影的缺点。

不知你们有没有发现,无论是手机屏幕还是电脑屏幕,只有从正面看上去,颜色是最好的。如果我们的眼镜偏离了角度,从上或下其他角度切入时,屏幕的颜色就是变得不一样。它的视角是180°,也就是说,你可以把它当成一件上了色的纸张,相比于LED的150°视角,已经得到了很大的提高。

并且在不久的将来,制作OLED的成本肯定比现在所使用的LED之类发光工具要低得多,使用过程电压也是在10V一下,更说明了使用时所占用的资源将会很低,效率也更高,非常符合现阶段我国的国情,走持续生产道路。

在我国,邓青云博士是研究OLED技术的先驱,他出生于香港,在1975年康奈尔大学获得物理化学博士学位。说起他开始从事于OLED的研究,这有一个典故,那是1979年的某一天晚上,邓博士在回家的路上忽然想起有东西忘记在实验室,于是就返回实验室。他发现在黑暗中有一个亮亮的东西,原来是一个作实验用的有机蓄电池在发光。邓青云博士选用具有极强电子传输能力的8-羟基喹啉铝作为发光材料,极大改善了OLED性能,才正式开启了对有机发光材料的深入研究。1990年,英国剑桥大学的研究人员将高分子聚对苯乙炔应用于OLED,开发出了高分子型OLED,从而开辟了有机发光材料新的研究领域。有机发光材料分为小分子有机发光材料和高分子有机发光材料。小分子有机发光材料从分子结构上又可分为纯有机小分子化合物和金属配合物两大类。小分子有机发光材料的分子量为数百至数千,一般用真空热蒸发成膜。小分子有机发光材料具有化学修饰性强、选择范围广、易于提纯、发光效率高及容易彩色化等特点。高分子有机发光材料的分子量为数万至十万,一般采用旋涂或喷涂成膜。利用高分子有机发光材料制备的器件具有制备简单、成本低廉、器件结构简单及耐热性高等特点,但在亮度和颜色方面不及小分子有机发光材料,另外高分子有机发光材料的纯度也不易提高。有机发光材料本身具有良好的可弯曲性,将其涂敷于耐撞击、不易破碎、轻薄、便携、低价的挠性塑料基板而制成的OLED显示器具有明显优势。

回顾我国,从20世纪90年代开始进行OLED材料、器件以及量产工艺的研发。在过去几年里,我国OLED技术研究水平上升很快,介入的科研机构和企业也越来越多,主要包括清华大学、华南理工大学、吉林大学、上海大学、南京邮电大学、中国科学院长春光学精密机械与物理研究所、中科院化学所、昆山维信诺显示技术有限公司(以下简称“维信诺公司”)、四川虹视显示技术有限公司、彩虹集团、上海天马微电子有限公司、京东方科技集团股份有限公司、广东中显科技有限公司等。其中,以清华大学和维信诺公司为代表的一批科研院校和企业通过不断创新实现了多项OLED技术的突破,使我国OLED整体技术达到国际先进水平,并且在多项关键技术方面达到了国际领先水平,例如,清华大学成功解决了高亮度、抗电磁干扰、抗震动和抗力学冲击等关键技术问题,将OLED经过多年的不懈努力,我国OLED产业实现了全套量产工艺的开发,大规模产业化由理想变为现实。清华大学和维信诺公司、四川虹视显示技术有限公司、彩虹集团也相继投建了PMOLED生产线,并且已经取得了阶段性的成果。例如,2008年,清华大学和维信诺公司依靠自主技术建设的国内第一条PMOLED大规模生产线在江苏昆山建成投产,标志着中国新型平板显示技术领域通过多年的自主创新,已取得重大突破,显示产业由“中国制造”开始走向“中国创造”。发展大尺寸AMOLED、OLED照明、OLED柔性显示是未来全球OLED产业发展的重点和热点。在OLED柔性显示方面,清华大学和维信诺公司对柔性OLED材料、器件结构及基板技术进行了系统研究,制备了基于塑料基板的柔性OLED显示器件及照明器件,并采用特殊的表面平整化技术和透明电极结构设计,制备了基于不锈钢基板的红、绿、蓝柔性OLED器件;苏州大学和华南理工大学也推出了柔性OLED显示器件。在照明领域,清华大学、维信诺公司、苏州大学、吉林大学、华南理工大学、中国科学院理化技术研究所、中科院长春应用化学所等都在开展OLED白光技术的研究。由清华大学和维信诺公司开发出的OLED白光照明器件在1000cd/m2初始亮度下,寿命超过10万h,为国际最高水平之一。2009年,维信诺公司率先在国内推出了OLED照明灯具,也是国际上继欧司朗光电半导体公司后推出OLED照明灯具的单位之一。维信诺公司计划在2~3年内实现OLED照明产品的大规模生产。在中大尺寸AMOLED方面,维信诺公司、上海天马微电子有限公司、彩虹集团、京东方科技集团股份有限公司、四川虹视显示技术有限公司等国内多家企业都在开展AMOLED技术和产业的布局。维信诺公司与昆山工研院共同合作于2010年5月建成了大陆第一条AMOLED中试生产线,并计划在未来的两三年内实现大尺寸AMOLED的规模化生产。未来中国本土生产的OLED显示屏将不仅能用在手机、MP3等中小尺寸产品上,还可将触角延伸至笔记本电脑甚至是高清彩电等更广阔的领域。

目前,OLED产业正处于发展阶段,且发展潜力巨大。在OLED产业中,有机发光材料的研究与开发所需费用相对较低,因此企业的进入成本和商业风险也较低。有机发光材料处于整个OLED产业的上游,国内企业完全可以通过对有机材料分子结构的设计、组装和剪裁,合成出具有优异效果的有机发光材料,并形成自己的核心专利,进而在OLED产业链中占据有利位置。目前主流的有机发光材料技术大多被国外公司所掌握,且国外公司对这些技术进行了专利保护。然而,发光材料仍有改进的空间。例如,普遍使用的Alq3绿色发光材料虽具有多种优点,但其传输性能并不高;DCJTB是目前最有效的红色发光材料,但其浓度淬灭问题始终未解决。近年来,随着OLED产业的发展,有机发光材料构效关系理论不断成熟,国内企业可以根据自身情况建立研发机构,加强与学校和科研院所的横向合作,开发出综合效果更好的发光材料,并掌握核心专利,在有机发光材料领域争得一席之地。

对国内企业而言,从材料的开发到市场的开拓,都应该采取合理的措施,规避知识产权风险。笔者建议,一方面,企业可以在开发或引进新技术或项目时,聘请有关专家或专利工程师对现有技术,尤其是专利技术进行充分检索,并作详细分析。另一方面,企业应不断学习并熟悉国外乃至国际有关知识产权的法律法规,增加在国外的专利申请量,重视专利积累,重视专利的数量和质量。

在全球OLED技术竞争加剧和加速产业化的背景下,我国OLED产业的发展正处于前所未有的战略机遇期。未来中国OLED产业要与全球OLED产业齐头并进,必须要充分发挥企业、科研院所和政府的作用。企业应把自主创新、增强企业的核心竞争力放在首位;科研院所在重点进行创新成果研发的同时,要更关注创新成果的转化;政府则应从战略的高度重视OLED技术及产业,大力支持重点企业。最终,通过产学研政合力抢占全球OLED产业发展的制高点。及早介入占领高端历史上我国显示产业两次错失发展良机,而OLED技术带来了新的机遇。我国在OLED技术研发和产业化方面与国际基本同步,这为我国OLED产业的进一步发展创造了机会。技术和产业化成绩的取得并不意味着中国OLED产业的发展可以高枕无忧。相反,作为一项新兴产业,OLED还面临很多风险和挑战。成熟期的TFT-LCD产业对新兴的OLED产业的打压、国际产业发展制高点的白热化竞争使我国OLED产业发展面临行业挑战和国际竞争的双重挑战。因此,我国OLED产业发展的时机就显得尤为重要。

自主创新为核心动力今后,我国的OLED产业要想赢在全球产业发展的起跑线上,必须抓住全球OLED产业起步这一重要的机遇期,把自主创新作为产业发展的核心动力,充分调动产学研政各方面的作用,合力推动产业的发展。为此建议如下:

第一,要增强依靠创新发展产业的信心,从源头重视创新。在发展OLED这一新兴产业的进程中,需要树立依靠自主创新发展产业的信心,结合OLED产业发展的具体实际情况,从技术和产业发展的源头上进行创新,建立完善的创新

第二,发挥科研院所的作用,注重创新成果的转化。科研院校在基础性原始创新、高新技术与应用技术研发和科技人才培养中扮演着重要的角色。目前,国内有很多高校和科研院所都在进行OLED相关技术的研究,并取得了一系列成果。今后应进一步发挥科研院所在OLED产业发展中的作用,正确处理好基础研究和应用研究的关系,建立良好的创新成果转化机制,充分发挥科研院所和企业在技术创新和产业发展中的作用。第三,将OLED产业发展上升到国家战略层面。OLED产业在国际范围内的竞争已不单是企业间的竞争,更体现为国家间的竞争。未来应将OLED产业的发展纳入国家战略,从最高层面设计我国OLED产业化的道路,制定OLED产业发展国家战略和计划,多部门政策联动,出台明确、更具操作性的支持计划,引导产业整体发展方向和发展模式,成立国家层面的专家委员会。

第四,建立国家级的创新平台,加大OLED在大尺寸、照明、柔性等核心前沿技术的布局。第五,政府以适当的方式解决企业产业化的投资需求,培育出具有国际竞争力的领军企业,打造完善产业链。要实现我国OLED产业的跨越式发展,单纯依靠个别企业的努力很难带动整个产业的快速发展。因此从宏观层面上对整个OLED上下游的布局异常重要。建议制定引导性关键技术计划,在科学论 证、统 筹 规划的基础上,加强对OLED产业的宏观调控措施,培OLED上游原材料和设备产业的发展,催生国内OLED产业链的成熟。

OLED材料的及发光材料研究现状存在问题与解决方案 第2篇

我国经济的持续快速发展, 推动建筑工程的设计施工水平不断提高。建筑材料是建筑工程的基础, 它是指在建筑工程建设中所用的材料总称, 分为建筑主体施工材料和装饰装修材料两大类。这些材料的质量高低, 不仅决定建筑是否具有安全性和耐久性, 而且更直接决定着建筑用户的人身财产是否安全。但是现实情况是, 从相关的统计数据上看, 目前在建筑施工中, 仍有一些不法单位和个人使用劣质建材, 在全国范围内的“豆腐渣工程”时有出现, 严重损害和阻碍了我国建设事业的稳定发展。因此, 保障建筑工程质量, 加强对建筑材料的质量的检测是关键, 相关部门和单位必须予以高度重视。

2 在当前的质量检测中不同建筑材料存在的问题

2.1 钢材检测存在的问题。

对钢材的检测内容主要包括:钢筋检测与焊接试件的检测。在建筑工程中, 由于使用的钢筋量大、品种多、进货渠道也很复杂, 再加上施工场地的限制等原因, 常存在管理混乱的现象, 难以对同一厂别、规格、炉罐号、交货状态的钢筋进行组批检测。虽然在检测标准中明确要求取样时应从同批不同捆中随机抽2根并截取器端部0.5m2段, 分别进行冷弯和拉伸检测, 但是部分施工单位出于尽量减少定尺钢筋使用数量的目的, 而从废料堆中选择钢筋送交检测, 从而使检测结果不具有代表性。在焊接试件检测中, 一些单位在施工中不重视焊接前的准备工作, 没有根据不同的焊接形式制定合理的取样频率, 或没有从焊接的成品中取样, 致使检测结果不真实。

2.2 水泥检测存在的问题。

由于部分建筑单位没有稳定的进货渠道, 致使水泥的品种杂乱, 或者只是图方便, 没有把同一厂家、品种、强度、批号而且连续进场的水泥作为取样单位, 致使取样不具有代表性。检测水泥的安定性需要较长的时间, 但是部分施工单位为了抢工期, 一般都在水泥未没有取得安定性能检验结果时, 就已经投入使用, 如果检测结果出来后, 发现存在质量问题, 不仅是工程质量受损, 而且会因反工而进一步拖延工期, 增加了施工单位的成本;一些水泥出厂已经超过3个月, 而没有及时复检, 加加上现场的堆放管理不善, 致使其强度受损后, 但仍旧照常使用, 这势必会给工程质量造成巨大的安全隐患。没有及时进行随机的重量抽检, 导致袋装水泥重量的超差现象严重, 而负误差值较大的水泥不但会影响建筑工程的成本控制, 而且也对施工现场配比的准确性产生影响, 容易降低构件或砌体砂浆的强度。

2.3 其他建材检测存在的问题。

其他常见建筑材料的检测问题主要有:现场取样以粗中砂代替细砂, 没有对砂中的含水量进行及时调整;没有按照规范要求对碎石颗粒级配进行检验;在砖材取样时, 仅送检质量好的, 不重视表面缺棱掉角的现象, 而且不按照要求进行抗压强度试验, 其性能无法得到有效保证。

3 应对建筑材料质量检测问题的对策措施

要彻底解决上述问题, 保障建筑材料的质量检测水平的提高, 除了必须严格按照国家及行业各项检测标准进行操作之外, 还应该重点控制以下几个关键环节:

3.1 控制环境温湿度。

温度和湿度直接影响建筑材料的性能, 如弹性体改性沥青防水卷材 (SBS) 等防水材料要求做拉伸试验时室温须控制在 (23±2) ℃, 据有关数据显示, 若果在28℃的环境中进行试验, 与标准温度环境相比, 试件抗拉强度平均值会低2.85%;而要在18℃环境下进行试验, 其抗拉强度的平均值则比标准值高出3.55%。由此可见, 在检测实验时, 必须在规定的范围内, 对温湿度予以有效控制, 从而使检测、试验数据的可靠性得到保障。

3.2 合理确定检测项目。

面对施工现场品种繁多所的建筑材料, 在进场检测、试验材料项目时, 必须严格遵守国家、行业及当地建设主管部门的相关规定。例如, 检测建筑的主要材料水泥时, 要按批检验其安定性、强度、凝结时间和的水泥细度, 混凝土用粗骨料应按常规确定颗粒级配、密度、含泥量及泥块含量、针片状颗粒含量等项检验项目。如果使用大于等于C35标号的混凝土, 那么必须做压碎指标, 对于新采用的质地疏松的骨料, 应该进行坚固性试验, 对于活性骨料要坚持进行活性试验。

3.3 规范操作取样试样。

因为取样和制样的技术性很强, 要求检测人员必须具备强烈的责任心, 拥有熟练的操作技能, 而且取样方法必须科学合理。要按照不同的取样要求进行材料取样, 在取样之前, 要制定出有效的方案。取样点的布置和数量决定取样是否具有代表性, 因此必须随机进行取样点的布置。以袋装水泥为例, 应该把生产厂家、时间、标号、出厂编号都相一致的水泥作为一检测批, 而且不能超过200t的总量。不得少于20个抽样点, 不得少于12kg的样本总质量。以袋装水泥为例, 应以生产厂家、生产时间、标号、出厂编号均相同的水泥作为一检测批, 且总量不得超过200t。抽样点不得少于20个, 样本总质量不得少于12kg。如某编号出厂水泥共1000t, 则该批次水泥需分为两个批次检测, 每批次抽样间隔为500/20=25 (t) 。在开始编号的前25t水泥中任意取一袋作为第一个抽样点, 抽取第一个样本, 之后以25t为间隔, 依次抽取剩余的19个样本, 每个样本的重量应≥12/20=0.6 (kg) 。

3.4 科学处理试验数据。

建筑材料的试验数据可能有时会具有较高的离散性, 所以必须合理取舍某些结果。以对水泥胶砂抗折强度的试验为例, 若三个强度值中出现>平均值±10%的结果时, 即应对该数据予以删除, 并对其余数据的平均值重新计算、评价。计算结果的修约应按GB/T8107-87《数值修约规则》进行。另外, 致使检测、试验结果产生误差的因素还有很多, 例如:操作人员的具备的熟练程度, 材料具有的匀质性、使用的仪器设备、现场的环境条件等, 如果误差超出允许范围时, 要求必须重新进行试验。同时, 在检测中可能会出现再现性误差, 即同一材料、样品在不同试验设备中获得的试验结果的误差。鉴于此, 以钢材的检测为例, 在试验中要把钢材样品等分为两份, 一份交到当地的质检机构, 另一份保留在本单位, 在经过分析比较两个测试单位的试验结果后, 若存在较大的相对误差, 必须找查明原因并予以改进。

结束语

OLED材料的及发光材料研究现状存在问题与解决方案 第3篇

OLED材料的及发光材料研究现状存在问题与解决方案 第4篇

大尺寸电视面板日益成长的需求将增加OLED材料的市场规模,并且预计到2017年OLED材料的复合年增长率为67%,而来自于手机的OLED材料营收则在2014年后会趋缓下来。根据NPD DisplaySearch最新的OLED材料季度报告指出,用于OLED面板发光层及一般层的有机材料的市场规模,预计2013年至2017年将从5.3 亿美元增长至34亿美元。最近,OLED 面板领导厂商三星电子于 2013年8月9日宣布收购开发OLED材料的Novaled AG公司,更凸显OLED材料的重要性。

直到目前, AMOLED面板主要用于手机上,但AMOLED面板制造商现在也开始积极抢攻电视、平板电脑,以及其他大尺寸显示应用。NPD DisplaySearch认为, OLED电视的出货量预计在2014前因成本因素成长较慢,一年不到1百万台,但预计2017年后将快速达到 1千万台,将占OLED面板总出货量的10%。然而,若以面积观点来看,预计至2014年,OLED电视面板比重将达到OLED面板材料市场的17%,并在2016年超越OLED手机面板的比重。

该机构资深分析师 Jimmy Kim表示,“直到2017年,大尺寸液晶电视面板将驱动OLED面板迅速成长”,“发光层、一般层及其它OLED层的材料需求与面板的面积成正向比例的成长,同时,OLED电视面板制造良率低更代表了原材料消耗的增加而扩大了OLED材料需求,因此,OLED电视将导致OLED材料市场快速成长。”(NPD DisplaySearch上海办公室)

OLED材料的及发光材料研究现状存在问题与解决方案 第5篇

关键词:AIE 效应;有机发光二极管;AIE机理;OLED机制;AIE材料的合成

1.引言

聚合诱导发光(AIE)效应,自20 世纪以来,有机发光材料引发了光电子器件领域和传感领域的一场革命[1]。目前,这些材料广泛应用于新一代平板显示器件激光器、太阳 能电池、传感器等领域。人们可以根据发光器件的制作要求,改变发光化合物的化学结构,来调控其化学物理性质。这类研究具有很高的理论价值和广阔的技术应用前景。然而,大多数有机发光材料在溶液状态下具有较好的发光性能,但在聚集状态下却不会发光或发光效率很低。这种现象称为浓度猝灭效应( concentration- quenching effect,CQE )[2]。通 常 认为,造成浓度猝灭现象的原因是由于分子间电子振动的强烈相互作用导致了非辐射能量转换,或是平面共轭发色团之间形成了导致发光猝灭的激基缔合物( excimers) 所致。为了避免 CQE 效应,研究人员只能研究和利用在稀溶液中处于单分散状态的荧光分子。但是,稀溶液中的荧光检测体系灵敏度较差,很大程度上限制了它们的应用范围。而且,在某些情况下,即便是在稀溶液中,CQE 现象仍然不可避免,例如在生物检测体系中,小的荧光分子可能会聚集在生物大分子 的 表 面 或 集 中 在 折 叠 结 构 中 疏 水 的 凹 陷处。这种稀溶液中局部 浓度的增大 同 样会导致CQE 现象的发生 ,这非常不利于对生物传感器的实时监测。另外,在有机光电器件的应用中,发光材料通常被制成固体薄膜或其他聚集态形式,分子之间的聚集更加紧密,相邻荧光分子的芳香环之间存在着强烈的 π-π 堆积作用。这样,处于激发态的聚集体会以热振动、碰撞等形式释放能量导致无辐射跃迁,从而使得荧光猝灭,即聚集诱导荧光猝灭( aggregation-caused quenching,ACQ )[3]。为了降 低 ACQ 效应,科研工作者们采用了很多化学、物理以及工程的方法,例如将高度支化的分子链,树枝状、环状或星型分子用化学键连接到发光的芳香环上以阻止分子间相互聚集,通过表面胶囊化使其物理钝化,与非共轭的透明聚合物基体相掺杂等。但是,这些方法在很多情况下,只能部分或者暂时减弱聚集的程度。与其防止或限制发光生色团聚集不如去利用生色团的聚集。倘若存在一种理想的发光材料,它越是聚集,發光越强,荧光量子产率越高,那么,上述问题将迎刃而解,这必将是一个具有重要理论及实际应用价值 的 重 大 发 现。2001年,Tang 课题组发现siloles 衍生物在稀溶液中几乎不发光,但在聚集态下发光却明显增强。他们将这种反常的现象称为聚集诱导发光(aggregation induced emission[4]。

2.OLED 研究进展

OLED 具有以下几个特点:主动发光,不需要背光源,可以做得像纸张一样薄;低功耗;无视角问题;所使用的有机发光材料发光光谱较窄,发光的颜色能做到色饱和度纯正,实现真彩色;响应速度很快,它可以做到毫秒级甚至是微秒级;高对比度,目前可以达到 1,000,0001。另外,它在 - 45℃到 +80℃的状态下都可以工作,不像液晶,随着温度的变化,色彩会发生变化【8】。OLED 的这些特点符合未来发展的要求,而被认为是未来显示器的主流。第一个 OLED 于 1987 年问世,它采用类似三明治结构,发光层为小分子材料 Alq3,外量子效率只有约 1% 。1990 年,Friend 及其合作者发现了聚合物的电致发光,聚合物材料可采用旋涂法制备,这一发现为喷墨打印的 OLED 制备提供了条件。1998 年 Thom ps on 等在 Nature 上发表文章,报道了磷光电致发光的研究结果,将 OLED 内量子效率及外量子效率分别提高到 23%和 4%。在这些开创性研究的基础上,小分子及聚合物OLED 的研究目前已取得了重大进展,红光和绿光的寿命从最初的少于 1min 发展到现在 200,000hr 及100,000hr (亮度为 150nit 情况下),亮度可以达到107 cd/m2以上。在效率方面,据最新报道,2009年 3 月来自日本的研究小组采用高折射率的玻璃基板,将磷光绿光 OLED 的效率从 94.3lm/W 提高到210lm /W,提高了一倍多 。1. 2 OLED 产业化进程1997 年日本先锋发布了采用分辨率为 256x64的单色 PM- OLED 面板的车用音响;2001 年三星推出应用全彩 PM- OLED 面板的手机;2002 年 富 士 通 手 机 F505i 副 屏 采 用Tohoku Pione e r 生产的 1.0in 全彩 PM- OLED 面板,自此 PM- OLED 在手机副屏的应用随之大量兴起。根据权威调查机构 Displaysearch 发布的报告,AMOLED 的收益在 2008 年增长了 110% 。 未来OLED 出货量会从 2008 年的 7,600 万片增长到2015 年的 3.3 亿片,年复合增长可以达到 23%。从长远来看手机应用的出货量是逐年增长的,到2015 年有 1.4 亿片出货的预测。从金额来看,2008年 OLED 总产值不到 6 亿美元,而到 2015 年将达到64 亿美元,2008 年 OLED 产值占整个平板显示产业产值的不足 1% ,而到 2015 年将增加至 5% 。

因此OLED 市场有着很大的发展空间和很好的前景。OLED 在小尺寸显示如手机副屏、车载显示、电子产品的小屏幕显示等已经占据了很大的市场份额,但在大尺寸显示如电视、电脑显示器方面,目前仅有三星和索尼推出了尺寸在 30in 以上的 OLED 电视,仍处于起步阶段。2007 年索尼发布了第一款 OLED 电视 XEL- 1,1,000,000∶1 的对比度及 3m m 的厚度令人惊叹,它的出现刺激了 OLED 产业。

3.OLED结构:OLED的基本结构是由一薄而透明具半导体特性之铟锡氧化物(ITO),与电力之正极相连,再加上另一个金属阴极,包成如三明治的结构。整个结构层中包括了:空穴传输层(HTL)、发光层(EL)与电子传输层(ETL)。当电力供应至适当电压时,正极空穴与阴极电荷就会在发光层中结合,产生光亮,依其配方不同产生红、绿和蓝RGB三原色,构成基本色彩。OLED的特性是自己发光,不像TFT LCD需要背光,因此可视度和亮度均高,其次是电压需求低且省电效率高,加上反应快、重量轻、厚度薄,构造简单,成本低等,被视为 21世纪最具前途的产品之一。

4.OLED发光原理:有机发光二极体的发光原理和无机发光二极体相似。当元件受到直流电(Direct Current;DC)所衍生的顺向偏压时,外加之电压能量将驱动电子(Electron)与空穴(Hole)分别由阴极与阳极注入元件,当两者在传导中相遇、结合,即形成所谓的电子-空穴复合(Electron-Hole Capture)。而当化学分子受到外来能量激发後,若电子自旋(Electron Spin)和基态电子成对,则为单重态(Singlet),其所释放的光为所谓的荧光(Fluorescence);反之,若激发态电子和基态电子自旋不成对且平行,则称为三重态(Triplet),其所释放的光为所谓的磷光(Phosphorescence)。[9]

5.感悟:

小时候,看那些动画片还有科幻电影,充满了对人类未来世界的栩栩如生描述,好像那样的世界是如此的真实,但自己心底却会默默告诉自己,这些都是假的,都是想象和不存在的。现在,AIE材料与OLED技术的结合仿佛让“梦”成为了触摸得到,看得到,感受得到的物质。

“小东正夹着一卷 4ft(约 1.2m )长像纸一样薄且微微闪光的物品大步往家走,当他走进家门时,传感器探测到了他的出现,墙面开始微微发光并渐渐照亮整个房间。他取出臂下物品,将它展开在墙壁上,对家人喊到:‘这就是我们新的 8ft(约 2.4m)的电视。能发光的墙壁?能卷折的电视?就像《哈利波特与阿兹卡班囚徒》里面,波特打开一张报纸,上面有“小天狼星从阿兹卡班监狱逃跑的画面,”,监狱破开了一个很大的口子,漫天的摄魂怪在游荡,不知道你有没有发现,这一切都是在一张报纸上,是动着的视频。”

个人总结AIE应用于OLED目前的难题:

1.如何获得高效的AIE蓝光材料,目前AIE蓝光材料主要有以四苯乙烯,三苯乙烯等,结合其他大的共轭体系,然而量子产率不高,发光不蓝,稳定性差,寿命短等严重制约了AIE材料应用于OLED器件。

2.降低OLED的成本,需要降低AIE材料的成本,科研最终产业化,做成产品投入市場,是需要服从客观市场规律,目前量子点电视是OLED的强力竞争对手,量子点( Quantum Dots QDs) 是一种由数十个原子所构成的半导体颗粒,其 3 个维度的尺寸都在 100 nm 以内,量子尺寸效应非常明显。量子点是一种纳米级的半导体材料,具有半导体的能带结构,一定的带隙宽度,可以电致发光或光致发光,其发射光谱取决于能带结构,而能带结构与量子点颗粒大小和分布有关。

目前GE,LG,三星,台电等公司都纷纷推出了自己的OLED或者量子点电视,这一领域正拼的火热。

个人预期,OLED是未来的显示屏的王道。

参考文献:

[1]Aggregation-induced emissionYuning Hong,ab Jacky W. Y. Lamab and Ben Zhong Tang*abc。Received 26th April 2011 DOI: 10.1039/c1cs15113d。

[2]Spiro Compounds for Organic Optoelectronics Tobat P. I. Saragi, Till Spehr, Achim Siebert, Thomas Fuhrmann- Lieker, and Josef Salbeck Chem. Rev.2007,107,1011? 1065。

[3]Highly efficient 7,8,10-triphenylfluoranthene-doped blue organic light-emitting diodes for display application Ricky J. Tseng, Ryan C. Chiechi, Fred Wudl, and Yang Yang

[4]聚集诱导发光分子的光电功能与器件应用越柏玲①, 解增旗②, 路萍①*, 马於光①②*

[5]OLED照明的发展现状及技术研究吴玉琦,刘畅,李诺,徐红光(上海广电电子股份有限公司平板显示器研发中心,上海200072)

[6]OLED 平板显示技术原理与应用 苗英恺, 陈 佳

[7]The Developments and Challenges in OLED, Flexible and See-through Display Technologies, and Organic Luminescent Materials XU Zhen1,SONG Dan-dan1, ZHAO Su-ling1, ZHANG Fu-jun1,ZHAN Hong-ming1,2, YUAN Guang-cai1,2

[8]量子点电视技术浅析 梁 宁

[9]High-ef?ciency ?uorescent organic light-emitting devices usinga phosphorescent sensitize rM. A. Baldo*, M. E. Thompson? & S. R. Forrest*

OLED材料的及发光材料研究现状存在问题与解决方案 第6篇

这里我们以对学生的综合能力、历史学科素养要求进行比较,以第40题为例,分析如何对材料进行归纳概括,如何提高学科核心素养,以期对我们的教育教学、复习备考有所启发和思考。

一、命题剖析与问题辨析

1. 不避热点,史观引领

今年的第40题凸显了“古今贯通,中外关联”的命题原则,既考查近代以来世界和中国移民问题的纵向发展,又考查二者之间的横向联系。一些考生在答第(2)小问“16世纪以来中国海外移民的特点”时,忽略了材料一、二的横向对比,中国大规模海外移民出现于鸦片战争之后,晚于世界国际移民。“全球视野下的中国”是2015年8月在山东济南召开的国际历史科学大会的四个议题之首,这一议题表明,对中国历史的研究不应局限于中国本土,应该将其与世界联系起来,用全球化的视野看待中国历史,以及中国在全球化和多元世界中所发挥的直接和间接的影响。这一议题成为今年第40题的主要立意。

2. 碎片化时代的阅读少了深度

看微信,刷微博,找度娘……这是一个资讯发达、信息日益碎片化的时代,也是一个阅读快餐化、网络化的时代。看似信息量、阅读量大了,然而深度和广度的阅读非常欠缺。导致学生的阅读能力、提取材料关键词语和有效信息的能力逐渐退化。例如第(1)小问“概括近代以来全球国际人口迁移的基本趋势”,其中自愿移民的迁移过程是两个阶段:从主要由发达地区向落后地区迁移,逐渐转变为主要由发展中国家向发达国家迁移。大多数考生只提取了后半段的信息进行归纳概括,因过程不完整而遗憾失分。

3. 答题时间缺少量化的管理

文科综合考试时间为150分钟,因阅读速度,检索已学知识和信息加工存在个体差异,加之历史主观试题处于最后部分,如果考生答题很随性,不懂取舍,在个别地理试题上纠结一下,政治试题联系实际部分多写一些,留给历史主观试题的时间就非常有限,会出现答不完卷,或思考不充分仓促作答的情况,这也是导致历史主观试题得分率较低的原因之一。

针对以上在高考中学生暴露的一些共性问题,我们须要对高三的复习备考、教育教学方面存在的问题进行诊断与改进。解决高考“考什么”“怎么考”的问题,才能进行复习的“供给侧改革”,即要减少低效或者无效“供应”,增加有效“供应”,优化高考复习的方案。

二、高效复习备考策略

1. 关注史学研究动态

纵观近几年的新课程高考历史试题,我们不难发现,史观是高考历史试题之魂,全球史观(2016年全国新课标Ⅱ文科综合40题,“世界视野”)、文明史观(2016年全国新课标Ⅱ文科综合41题,文明的传播与交流)、现代化史观(2012年全国新课标Ⅱ文科综合40题,工业化和城市化)、社会史观(2015年全国新课标Ⅱ文科综合41题,中国部分节假日),都明显地影响着高考历史试题的命制。高三通史复习时,在史观的指引下对史实进行重新梳理整合,例如用现代史观构建中国近代历史的发展进程,洋务运动、辛亥革命和新文化运动就成为关键的节点。

新课程高考视野开阔,立意高远,直面热点。复习备考要关注史学研究的新动向,因为高考不仅是与高考试题的对话,也是与高考命题者的对话。

2. 史料教学与复习

高考命题的立意,在经历了知识立意时代、能力立意时代之后,现已进入素养立意时代。历史学科核心素养包括时空观念、史料实证、历史理解、历史解释、历史价值观等五大方面。我们哈师大附中历史教研组从2011年开始进行黑龙江省教育学会“十二五”规划重点课题——《史料研读教学法与复习法应用研究》,现已结题。这个选题的目的是让学生做到论从史出和史论结合,从而提高学生的认识水平和运用所学的相关历史知识解决实际问题的能力。唯其如此,历史学科“以史为鉴”“经世致用”的功能才能得到落实和发挥。

高一学年,在每课学案的最后提供一则与本节内容有关的史料,有的是对教学内容的深化与拓展,有的是最新的研究动向,留出空间提出问题“你从中能提取哪些信息,引发怎样的思考?”在每周六晚的固定时间,在班级学习交流群中交流和讨论;高二学年下半学期,文科班进入史料研读的下一个阶段——“同料异构”,即同一则材料以学习小组为单位,自选角度命制试题,题型不限,对处理史料能力提出更高的要求。同时培养学生换位思考,站在命题人的视角,进行信息的提取、解释,并渗透历史价值观。然后由其他小组对设问及参考答案进行质疑和改进;高三总复习阶段,学生按照考纲和课程标准构建自己的知识体系,课上大家一起来完善。高考已经不是考查学生对史实的简单记忆了,而是关注学生的认知能力、认知水平。教师的知识结构不等同于学生的知识结构,教师的认知水平不等同于学生的认知水平。因此,要提高学生的学科素养,就要让学生深度参与课堂,落实其学习主体地位,真正地参与对知识、能力、素养的体验。在这一复习过程中遇到理解有困难的问题,教材也不能解决疑惑的,可以通过网络查找相关的资料,经过前期的训练,学生已经初步具备了对材料进行甄别的能力和理性思维的习惯。在互联网+的时代,教师知识体系的渊博也不再是吸引学生的有力武器,学生接受知识和更新信息的方式也绝不会只停留在课堂上。

3. 以真题为载体、举一反三

今年第40题的第(1)(2)问可以归类为“变化类”“特点类”,其中“变化类”参考答案的设置有一定规律可循,“从……变为……”,但特点的归纳需要在信息提取基础上进行概括,对考生能力要求比较高。历史概括能力指的是按照某种特定的要求对历史知识进行系统的、本质的同时又是科学的、周密的整理和加工。概括的最显著特点是简明扼要,包括语言文字的表达都要简明扼要。而学生存在的问题多是不能从纷繁复杂的历史事物中提取共同的因素,从个性中归纳共性,从一系列具体的历史事物中抽象出一般性结论,或者是不懂得对所给材料进行化繁为简,化具体为抽象的改造和润色。而“变化的特点”“过程的特点”还要体现动态性。我们以两道往年高考题为例进行说明:

例:2014年全国新课标Ⅱ卷文科综合第40题:阅读下列材料,回答问题。

材料一:清朝建都北京后,原居住于白山黑水间的各民族人口大量内迁,东北地区出现“沃野千里,有土无人”的状况。清廷把东北地区视为“龙兴之地”,在此设盛京、吉林、黑龙江将军,实施军事化管辖,设置关口,长期禁止关内人口迁居。往来须持有官方颁发的路票。“移民之居住有禁,田地之垦辟有禁,森林矿产之采伐有禁,人参东珠之掘捕有禁”。从乾隆年间开始,山东、河北等地“闯关东”者日盛。“每查办一次,辄增出新来流民”。他们“不但不肯回籍,抑且呼朋引类,日积日多”。清廷对东北地区时开时禁。

——摘编自葛剑雄主编《中国移民史》等

材料二:1689年的中俄《尼布楚条约》,划定了清朝与俄国的东段边界,但直至19世纪初,黑龙江以北数十万平方公里的土地上,居民不足1万人。第二次鸦片战争时,清政府被迫与俄国签订《瑷珲条约》和《北京条约》,清政府随即开放了哈尔滨以北的呼兰河平原和吉林西北平原。新来移民与当地满、蒙古等族通婚、建庙、演戏、立会、设学堂、建市镇。仅十余年,呼兰地区已是“三城相望,粮产富饶,商贾因之糜(群)集,流民居户不下十有余万”。1904年,清政府全面开放东北各边荒地;1907年,设奉天、吉林、黑龙江三省。1908年,仅奉天一省人口已达1 100万人。1911年,清政府制定了东三省移民安边章程。

——摘编自白寿彝总主编《中国通史》

(1)根据材料一、二并结合所学知识,概括清朝东北地区移民过程的特点。

在分析试题时可以结合材料抓住两个主体,即清政府和移民,清政府的政策变化是从最初的禁止到时开时禁,受外来侵略影响最终转变为鼓励;移民最初是自发的,规模不断扩大,在今年40题第(1)小问作答时,有的考生就通过知识迁移,联想到这道高考题的解题思路,全球的国际移民最初是因为殖民扩张,贩买黑人奴隶,属于被迫移民,而后来转变为自愿移民,规模逐渐扩大。但“被强迫进行的移民基本停止”,即奴隶贸易退出历史舞台,考生答出来的比较少,说明思维的过程不是闭合的区间,缺少历史思维的完整性。

例:2009年全国新课标Ⅱ卷文科综合第40题

材料一:……

材料二:……

材料三:1978年中共十一届三中全会后,国家大幅度提高农副产品收购价格,缩小农副产品的统购范围和降低征购指标,开放城乡农副产品集贸市场。到1982年,全国农副产品中油料产量超过1 100万吨,比1978年增加659.9万吨;肉类产量超过1 300万吨,比1978年增加494.5万吨;农村集市从无到有,发展到41 184个。1983年,国家正式取消实行了20多年的布票,肉票、油票也陆续取消。1985年1月,中共中央一号文件《关于进一步活跃农村经济的十项政策》规定,国家对粮食、棉花等农产品实行合同定购和市场收购。农村粮食供给制随之取消。1993年2月,国务院发布《关于加速粮食流通体制改革的通知》,推动建立国家宏观调控下的自由市场购销体制,各地相继取消了城镇口粮定量供应制度。至此,长期以来实行的票证制度退出历史舞台。

(1)略

(2)根据材料三并结合所学知识,分析1978年后“统购统销”变化的特点。

本题呈现的是“统购统销”政策在新中国的演变。到1978年改革开放后,经济发展,供求关系紧张得到缓解,这一政策就不合时宜了,因此国家逐渐缩小统购统销的范围,从农副产品到粮棉,从农村到城市,直至取消,呈现出阶段性。因材料中明确提到了“取消”一词,考生比较容易提取到关键词。以真题为载体,既可以避免“跑偏”,又可以举一反三,提升历史思维能力。

4. 时间管理与训练

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