Quang học ứng dụng - Một số vật liệu quang học đặc biệt

MỘT SỐ VẬT LiỆU MỘT SỐ VẬT LiỆU QUANG HỌC ĐẶC BiỆT QUANG HỌC ĐẶC BiỆT HVTH : La Phan Phương Hạ HVTH : La Phan Phương Hạ ► Dịch tiếng anh chuyên nghành trực tuyến: http://www.mientayvn.com/dich_tieng_anh_chuye n_nghanh.html ► Học liệu mở: http://www.mientayvn.com/OCW/MIT/Vat_li.html Một số vật liệu quang học đặc biệt Một số vật liệu quang học đặc biệt 1. Thấu kính điện tử tinh thể lỏng ( Liquid Crystal Electronic Lens ) 2. OLEDs 3. Tinh thể khúc xạ quang ( Photorefractive Crystals ) 4. 4. Vật liệu quang tinh thể Vật liệu quang tinh thể 1. Thấu kính điện tử tinh thể lỏng 1. Thấu kính điện tử tinh thể lỏng  Dựa trên sự tái sắp xếp của các phân tử tinh thể lỏng Dựa trên sự tái sắp xếp của các phân tử tinh thể lỏng dưới tác dụng của điện thế áp vào dưới tác dụng của điện thế áp vào   dễ dàng điều chỉnh dễ dàng điều chỉnh độ dài hội tụ. độ dài hội tụ.  Được ứng dụng nhiều trong các thiết bị quang điện. Được ứng dụng nhiều trong các thiết bị quang điện.  Phân loại : Phân loại : - Curved cell gap Curved cell gap - Planar cell gap Planar cell gap - Spherical electrode within a planar substrate Spherical electrode within a planar substrate - Khi chưa áp điện thế : f o = R/( n o – n g ) f e = R/(n e – n g ) n g : chiết suất thủy tinh n e , n o : chiết suất tia bất thường và tia thường bên trong vật liệu LC R : bán kính của thấu kính cong - Khi áp điện thế : Tia bất thường có chiết suất hiệu dụng n eff f eff = R/( n eff – n g ) Khi V = 0 : n eff cân bằng với n e Khi V  ∞ : n eff  n o  Độ dài hội tụ có giá trị trong khoảng f e và f o tùy thuộc V Thấu kính điện tử tinh thể lỏng Thấu kính điện tử tinh thể lỏng Curved cell gap Curved cell gap x 0 : khoảng cách khẩu độ cực đại n eff : chiết suất hiệu dụng Độ dài hội tụ của thấu kính : Thấu kính điện tử tinh thể lỏng Thấu kính điện tử tinh thể lỏng Planar cell gap Planar cell gap Vì n o < n eff < n e d LC : độ dày lớp LC ε LC , ε g , ε m : hằng số điện môi của lớp LC, lớp đế thủy tinh, lớp vật liệu lắp đầy. Thấu kính điện tử tinh thể lỏng Thấu kính điện tử tinh thể lỏng Spherical electrode within a planar substrate Spherical electrode within a planar substrate Điện trường tại biên và tại tâm bên trong lớp VL lắp đầy Độ dài hội tụ : So sánh 2 vật liệu lắp đầy là polymer NOA 81 ( ε m ~5 ) và không khí ( ε m ~1 ). Các thông số cụ thể : Δε= 16.4, ε LC = 10.7, Δ n = 0.272 d LC = 0.025 mm; d g = 0.55 mm, ε g = 7.75 d s = 0.72 mm Lớp lắp đầy là polymer NOA 81 : Lớp lắp dầy là không khí : Thấu kính điện tử tinh thể lỏng Thấu kính điện tử tinh thể lỏng Spherical electrode within a planar substrate Spherical electrode within a planar substrate Thấu kính điện tử tinh thể lỏng Thấu kính điện tử tinh thể lỏng Spherical Spherical electrode electrode within a planar within a planar substrate substrate 2. OLEDs 2. OLEDs ► Có cấu trúc gồm lớp vật liệu có chức năng cung cấp Có cấu trúc gồm lớp vật liệu có chức năng cung cấp điện tử - tương đương bán dẫn vô cơ loại N và lớp vật điện tử - tương đương bán dẫn vô cơ loại N và lớp vật liệu giàu lỗ trống – đóng vai trò như bán dẫn vô cơ loại liệu giàu lỗ trống – đóng vai trò như bán dẫn vô cơ loại P. P. ► Sử dụng các hợp chất hữu cơ làm môi trường phát Sử dụng các hợp chất hữu cơ làm môi trường phát quang. quang. [...]... sát nhau và OLED phát ás trắng với các lớp phát quang xếp chồng lên nhau 3 Vật liệu khúc xạ quang - Chiết suất vật liệu thay đổi khi ánh sáng chiếu vào ( hiệu ứng quang phi tuyến ) 3 Vật liệu khúc xạ quang Một số loại vật liệu khúc xạ quang : LiNbO3, BaTiO3, Fe:LiNbO3 (Lithium Niobate) … 4 Vật liệu quang tinh thể ► Halides , CaF2 ► Sapphire Halides , CaF2 ► Halides : CaF2 , MgF2 , NaCl … Sapphire... phun và truyền lỗ trống -Vật liệu phun lỗ trống : phức kim loại, SiO2, TiO2… -Vật liệu truyền lỗ trống : Triarylamines ( TPD, NPD…), Triphenylmethanes MPMP… -Tăng cường quá trình cung cấp hạt tải lỗ trống vào lớp vật liệu hữu cơ  giảm điện thế hoạt động và kéo dài thời gian sống của linh kiện -Góp phần nâng cao sự cân bằng lượng hạt tải trong vùng phát  tăng hiệu suất phát quang -Có sự phù hợp về mức... của vật liệu polymer ( inter-fiber mobility of a charge carrier ) Chất hữu cơ và polymer dẫn điện 2 OLEDs Polymer có độ dẫn điện cao thỏa : - Độ kết tinh trong mạch polymer cao - Độ định hướng tốt - Không có khuyết tật trong quá trình chế tạo Ưu điểm : Nhược điểm : - Có tính chất quang, điện đặc biệt - Dễ bị oxi hóa - Có khả năng đàn hồi tốt, có thể uốn dẻo, khả năng tạo màu sắc trung thực cao - Dễ... sự phù hợp về mức NL đối với anốt và lớp phát quang -Có nhiệt độ chuyển pha thủy tinh thích hợp Sơ đồ NL cấu trúc ITO/CuPC/-NPD 2 OLEDs Cấu trúc đa lớp Lớp vật liệu phát quang -Nơi xảy ra quá trình tái hợp và phát quang -Có độ linh động hạt tải cao, độ dày thích hợp để đảm bảo sự phát quang không bị dập tắt -Phải ổn định với nhiệt độ và các tác nhân hóa học PPV : phát ás xanh lá cây MEHPPV : phát ás... Vật liệu phân tử nhỏ 2 OLEDs Cấu trúc đa lớp Lớp truyền điện tử :  Tăng cường quá trình truyền dẫn điện tử  Đảm bảo sự cân bằng hạt tải  Phải ổn định với nhiệt độ và các tác nhân hóa học Vật liệu phổ biến : vật liệu phân tử nhỏ -Phức hữu cơ kim loại ( Alq3 , Gaq3, Inq3 ) -Các hợp chất chứa liên kết N=C… Điện cực catốt : Có độ phản xạ cao ( OLED thường ) và độ truyền qua cao ( OLED đảo ) Vật liệu. .. năng tạo màu sắc trung thực cao - Dễ dàng kết hợp với các chất hóa học khác để tạo hợp chất mới - Khó kiểm soát độ dày trong quá trình chế tạo - Độ dẫn điện vẫn còn thấp  pha tạp 2 OLEDs Cấu trúc đơn lớp Nhược điểm : Anốt : vật liệu TCO ( ITO, AZO, …) -Khó khăn trong việc chọn vật liệu cho lớp phát quang Catốt : kim loại công thoát cao -Sự không cân bằng hạt tải  sự tích tụ hạt tải gần các điện cực... các vật liệu này dễ bị oxi hóa  giảm khả năng hoạt động và tuổi thọ linh kiện  Khắc phục : phủ lớp Al mỏng lên bề mặt catốt hay sử dụng hợp kim Mg-Ag, Li-Al,… OLED tiên tiến và OLED trắng OLED trong suốt, OLED phát xạ bề mặt, OLED thường OLED tiên tiến và OLED trắng OLED phát ás trắng với các OLED nhỏ xếp sát nhau và OLED phát ás trắng với các lớp phát quang xếp chồng lên nhau 3 Vật liệu khúc xạ quang. .. tích vào lớp vật liệu hữu cơ 2 OLEDs Cấu trúc đa lớp 2 OLEDs Cấu trúc đa lớp Điện cực anốt : cung cấp hạt tải lỗ trống cho OLEDs  Khả năng dẫn điện tốt và độ trong suốt cao ( ITO, AZO…)  Đảm bảo tốt sự phun lỗ trống vào lớp vật liệu hữu cơ  Có công thoát cao  Có độ ổn định theo thời gian, bền với nhiệt độ, kết dính với các vật liệu hữu cơ khác phủ lên nó Vật liệu ITO thường được sử dụng làm anốt...2 OLEDs Chất hữu cơ và polymer dẫn điện - Poly[2-methoxy-5(2ethylhexyloxy)1,4-phenylenevinylene] (MEHPPV) - Poly-para-phenylenevinylene (PPV) 2 OLEDs Chất hữu cơ và polymer dẫn điện Polymer dẫn điện theo cơ chế hoping, các điện tử dịch chuyển từ chuỗi mạch này sang chuỗi mạch khác... dính với các vật liệu hữu cơ khác phủ lên nó Vật liệu ITO thường được sử dụng làm anốt 2 OLEDs Cấu trúc đa lớp Anốt OLED phát xạ đảo Vật liệu ITO thường được sử dụng làm anốt ( công thoát : 4,5 – 4,8 eV ) Hạn chế : điện trở suất khá cao ( 2.1 0-4 Ω/cm, bề mặt ITO dễ pư hóa học, sự mờ dần của ITO trên đế thủy tinh  hạn chế quá trình phun lỗ trống, giảm cường độ ás phát ra  giảm hiệu suất hoạt động OLED . tuyến: http://www.mientayvn.com/dich_tieng_anh_chuye n_nghanh.html ► Học liệu mở: http://www.mientayvn.com/OCW/MIT/Vat_li.html Một số vật liệu quang học đặc biệt Một số vật liệu quang học đặc biệt 1. Thấu kính điện tử tinh thể. MỘT SỐ VẬT LiỆU MỘT SỐ VẬT LiỆU QUANG HỌC ĐẶC BiỆT QUANG HỌC ĐẶC BiỆT HVTH : La Phan Phương Hạ HVTH : La Phan Phương Hạ ► Dịch. chất hữu cơ làm môi trường phát quang. quang. Chất hữu cơ và polymer dẫn điện - Poly[2-methoxy-5( 2- ethylhexyloxy )- 1,4-phenylenevinylene] (MEH- PPV) - Poly-para-phenylenevinylene (PPV) 2. OLEDs 2.