(4) Vật liệu phỏt quang hữu cơ
Giống như trong chất bỏn dẫn vụ cơ trong cỏc chất bỏn dẫn hữu cơ người ta cũng đó chứng minh được sự tồn tại của vựng cấm năng lượng, ở đõy khỏi niệm của vựng cấm được định nghĩa là sự khỏc biệt giữa hai mức năng lượng, cỏc mức HOMO và LUMO (viết tắt của the Highest Occupied Molecular Orbital - quỹ đạo phõn tử điền đầy cao nhất và the Lowest Unoccupied Molecular Orbital - quỹ đạo phõn tử chưa điền đầy thấp nhất). Chỳng cú tớnh chất giống như vựng hoỏ trị (VB) và vựng dẫn (CB) trong bỏn dẫn vụ cơ. Khi cú tỏc nhõn kớch thớch phự hợp, vớ dụ như năng lượng photon ỏnh sỏng tới hay năng lượng điện thỡ điện tử từ mức HOMO nhảy lờn mức LUMO tạo ra cặp điện tử - lỗ trống (exciton). Trong khoảng thời gian ngắn cặp điện tử - lỗ trống tỏi hợp và phỏt quang. Giỏ trị của độ rộng vựng cấm Eg
MEH-PPV em = 590 nm pPV em = 560 nm ppP em = 546 nm
(tức là sự chờnh lệch mức năng lượng giữa HOMO và LUMO) quyết định năng lượng (hay bước súng) của photon phỏt ra do kớch thớch quang hay điện.
Yờu cầu cơ bản đối với vật liệu phỏt quang hữu cơ là cú khả năng tỏi hợp điện tử - lỗ trống và phỏt xạ ra ỏnh sỏng, dải phổ ỏnh sỏng phỏt ra phải thuộc vựng ỏnh sỏng nhỡn thấy, đặc biệt là màu sắc ỏnh sỏng do chỳng phỏt ra phải nhạy với mắt người. Ngoài ra, phương phỏp chế tạo chỳng dưới dạng màng mỏng phải đơn giản, khụng yờu cầu nhiệt độ cao, cú khả năng sản xuất với diện tớch lớn, bền với mụi trường. Vật liệu đầu tiờn được sử dụng làm chất phỏt quang là PPP [tờn viết tắt của poly(p- phenylene)] với ỏnh sỏng phỏt ra cú bước súng thuộc vựng ỏnh sỏng màu xanh tại
em = 460 nm. PPP cú ưu thế là dễ dàng điều khiển được cỏc tớnh chất phỏt quang thụng qua quỏ trỡnh điều khiển cỏc thụng số của quỏ trỡnh chế tạo, độ cứng cơ học cao, độ ổn định nhiệt tốt [3]. Tuy nhiờn, PPP cú hạn chế là khụng hoà tan được trong cỏc dung mụi hữu cơ, màng chế tạo ra cú nhiều lỗ hổng.