• 此曲线能确证聚合物 EL器件是否具有半导体电学性质。
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2.10. 亮度－电压关系 • 亮度－电压的关系曲线反映的是聚合物 EL 器件
的光电性质，与器件的电流－电压关系有着相似 的曲线，即在低电压下，电流缓慢增加，亮度也 缓慢增加，在高电压驱动时，亮度伴随着电流的 急剧增加而快速增加。 • 从亮度—电压的关系曲线中，还可以得到启动电 压的信息。
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2.3. 发光效率 • 发光效率是衡量器件性能的一个重要指标，常用能量效率、
量子效率和流明效率来描述。 • 能量效率（功率效率）=输出的光功率/输入的电功率。 • 量子效率分为外量子效率和内量子效率。 • 外量子效率=发射出器件的光子数/注入的电子和空穴数 • 内量子效率=器件内部复合产生辐射的光子数/注入的电子
• 实验中，一般用色度计来测量颜色。
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2.5.发光寿命 • 寿命定义为亮度降低到初始亮度的 50%所需的时
间。 • 对于投入市场的PLED 器件要求在连续操作下使用
寿命达到10000小时以上，储存寿命要求5 年。
2.6.发光阀值电压 • 发光阀值电压定义为发光亮度为 1 cd/m2时的电压，
PLED器件的发光阀值电压愈低，则器件的驱动电 压愈低。
• 一般来说，功耗大小与器件的结构、器件所用 的材料有关，但器件环境和寿命对它也有很大 影响。
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2.9.电流密度－电压关系
• 在聚合物 EL 器件中，电流随电压而变化曲线反映了器件 的电学性质，它与二极管的电流－电压的关系类似，具有 整流效应，即只有在正向偏压下有电流通过，在低电压低 于器件导通电压时，电流密度随着电压的增加而缓慢增加， 当电压超过导通电压时，电流密度会急剧上升。
和空穴数 • 流明效率(光度效率)=发射的光通量/输入的电功率
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2.4. 发光色度
• 由于人眼对不同颜色的感觉会有不同的心理－物 理反应，所以人眼不能用于测量颜色，仅能判断 颜色相等的程度。
• 为了对颜色有客观性的描述和测量， 1931 年国际 照明委员会（CIE）建立了标准色度系统，这种系 统推荐了标准照明物和标准观察者，通过测量物 体颜色的三刺激值（X，Y，Z）或色品坐标（x, y, z）来确定颜色。
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3.2. 双层器件结构
• 由于大多数聚合物 EL 材料是单极性的，空穴和 电子传输能力有差异，导致载流子传输的不平 衡。如果用这种单极性的材料作为发光层，会 使空穴和电子的复合区自然地靠近某一电极， 当复合区域越靠近这一电极就越容易被该电极 所淬灭，从而导致发光效率的降低。
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2.7.材料的能级和能隙 • 材料的能级（包括HOMO和 LUMO 能级）对于
平衡载流子的注入和传输非常重要。通过设计 合适能级的聚合物材料使器件的效率能达到显 著的改善。 • 材料的能隙为 HOMO 和 LUMO 能级的差值。

2.8.功耗
• 功耗（电功率）等于驱动电压与电流的乘积。 要想降低功耗提高发光效率，就需降低电流密 度和驱动电压。但功耗愈小，器件的发光亮度 越弱。一般亮度100cd/m2，电压为 10V 时，功 耗约为 10W， 与无机 EL 功耗几乎一致。
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✓利用聚合物的绕曲性，可在柔韧的衬底上 制作可折叠的显示器
因此，聚合物发光材料被认为是制备质轻、 成本低、可折叠卷曲的柔性显示器的首选材 料。值得注意的是，近年来国外许多大公司 已将研究与开发的重点转向了高分子平板显 示。
2005年，韩国三星和美国 DuPont 公司联合 推出了使用喷墨打印法制备的 14.1 英寸全 彩色 PLED 显示器。
• 电致发光是指发光材料在电场作用下，受到电流
和电场的激发而发光的现象，它是一个将电能直
接转化为光能的一种发光过程。
• 电致发光材料被广泛应用于图象 显示信息处理和通讯等领域。在 过去的相当长的一段时间里，几 乎所有的电致发光器件都是在pn 结无机半导体发光二极管的基 础 上 制 造 的 ， 如 磷 化 镓 （ GaP ） 发 光 二 极 管 、 磷 砷 化 镓 （ GaAsP ） 发光二极管、砷铝镓（GaAIAs） 发光二极管 。
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2.2. 发光亮度
• 电致发光亮度是衡量器件发光强度强弱的指标。
• PLED属电荷注入式发光，其电致发光亮度在低电流范围 内与电流密度成正比，而在高电流密度时逐渐出现亮度饱 和趋势。
• PLED亮度一般采用亮度计测量，亮度计主要是由物镜、 滤光片、硅光电池或光电倍增管以及检流计组成。
• 通常 CRT 电视机的亮度为150坎德拉/平方米（cd/m2）左 右，液晶、等离子体显示器的最大亮度约为500 cd/m2，而 目前PLED最大亮度已超过 10 万 cd/m2 。
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二、 聚合物电致发光的性能评价
• 一般来讲，聚合物发光材料和器件性能的 优劣可以从发光性能、电化学性能和电学 性能等方面来评价。
• 主要包括：发射光谱、发光亮度、发光效 率、发光色度、器件寿命、材料的能级和 能隙、发光阀值电压、功耗、电流与电压 的关系、发光亮度与电压的关系等。
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2.1. 发光光谱
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三 聚合物发光二极管的结构
聚合物发光二极管（PLED）一般采用直流电场 激发模式。根据发光层的构成，PLED 器件有单层 器件、双层器件、三层器件和多层器件之分。
3.1.单层器件结构
典型的单层PLED 的结构是由发光聚合物 薄膜夹在透明导电玻璃（ITO）正极和 金属负极之间组成的三明治夹心结构。 1990 年首次报导的聚合物发光二极管就 是用 PPV 作发光层的单层器件。
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相比于有机小分子发光材料，聚合物发光 材料具有如下优势： ✓具有良好的机械加工性，其玻璃化温度高， 不易结晶，器件制作简单 ✓可采用旋涂、喷墨打印等简单方式成膜，很 容易实现大面积显示 ✓通过选择不同的聚合物，或通过改变共轭长 度、更换取代基、调整主、侧链结构及组成 等多种途径得到包括红、绿、蓝三基色的各 种颜色的发光
• 在有机/聚合物 EL 中，发射光谱通常有两种：光致发光光 谱和电致发光光谱。光致发光光谱需要光能的激发，电致 发光光谱需要电能的激发。
• 一般说来，光谱分散范围愈窄，其单色性愈好。
• 发射光谱一般用荧光测量仪来测量，具体的测量方法是荧 光通过发射单色器后照射于检测器上，扫描发射单色器并 检测各种波长下相应的荧光强度，然后通过记录仪记录荧 光强度对发射波长的关系曲线，就得到了发射光谱。