[發明專利]聚合物電致發光器件有機層導熱系數的測量方法及應用

無效

• 申請號: 201010177139.5
• 申請日: 2010-05-12
• 公開（公告）號: CN101865866A
• 公開（公告）日: 2010-10-20
• 發明（設計）人: 張劍平;文尚勝;桂宇暢;宋小鋒;黎永濤
• 申請（專利權）人: 華南理工大學
• 主分類號: G01N25/20
• 分類號: G01N25/20
• 代理公司: 廣州市華學知識產權代理有限公司 44245
• 代理人: 黃磊

技術領域

本發明涉及一種聚合物導熱系數的測量技術，具體是指聚合物電致發光器件有機層導熱系數的測量方法及應用。

背景技術

聚合物電致發光器件是當前科技界和產業界研究和開發的熱點之一。聚合物白光照明光源是當今世界發達國家和發展中國家都在積極研制攻關的一項節能高效、平板、應用廣泛的照明光源。聚合物電致發光器件特點表現在平面光源、功率小、體積小、重量輕、色彩豐富純真等其它照明光源無法比擬的優點。然而目前，聚合物電致發光器件光能轉換效率低，絕大部分輸入功率轉變成熱量，如果不能有效地耗散這些熱量，隨之而來的熱效應將會變得非常明顯，聚合電致發光器件結溫升高，發光器件出射的光子減少，發光效率降低；高溫同時加快發光器件有機分子分解、失效；而且各層材料的熱膨脹系數不匹配，反復高溫器件各個結構層之間會產生熱應力效應，使得器件發生翹曲、裂紋，甚至產生失效和破壞，這些將會明顯地減低聚合物發光器件發光效率，加速聚合物電致發光器件老化速率。

聚合物電致發光器件的有機層(包括空穴傳輸層、聚合物發光層、電子傳輸層)的導熱系數是表征聚合物熱傳導性質的物理量，各個有機層導熱系數是影響整個聚合物電致發光器件的出光效率、使用壽命重要因素之一，對其研究直接關系到聚合物電致發光器件壽命的提高。

一般聚合物導熱系數采用穩態薄膜測量法測量所得，穩態薄膜測量法是將薄膜層制備在上下兩金屬板之間，熱量通過上金屬板(上蓋板)傳入待測物體后，又經過下金屬板(下蓋板)傳出，，通過不斷加熱，上下金屬板的溫度逐漸升高，溫差電偶輸出電壓逐漸增大，在接近穩態時，溫度變化速率逐步趨向緩和，在相當長的一段時間內上下金屬板的溫度基本保持不變確定穩態，測量穩態溫差電偶輸出電壓，結合以下公式獲得薄膜熱導系數：

λ=qhAΔT]]>

其中λ為聚合物導熱系數，q為穩態時通過薄膜的熱流量，h為薄膜厚度，A為薄膜的截面面積，ΔT為穩態時薄膜上下表面溫度。

采用傳統聚合物薄膜導熱系數測量方法測量聚合物電致發光器件有機層薄膜導熱系數測量卻存在一些無法克服的先天不足：

(1)傳統測量方法試樣厚度不能低于1mm，待測物體制備成薄膜厚度太薄，測試過程中容易損壞，然而制度厚度大的試樣，卻會大大增加測量成本，實驗室制備空穴傳輸層、聚合物發光層及電子傳輸層特點是產量小、成本高，不足以制備厚度大于1mm薄膜。

(2)穩態測量法需要測量待測物體的截面面積、厚度，系統處于穩態時上下表面溫差、熱流量，即穩態測量法受到眾多參數影響，實驗誤差大。

(3)傳統測量要求試樣表面無側向熱損，即通過待測物體上表面熱流必須全部通過下表面，這必增加測試系統復雜度。

(4)試樣必須處于熱平衡狀態，穩態測量由開始至穩定過程中，如果熱流增幅小，則消耗時間長；如果熱量增幅大，則容易出現控制困難，溫度升高過快，熱量不及時耗散，破壞各個有機層分子結構。

發明內容

為克服現有技術存在的缺點和不足，本發明的目的在于提供聚合物電致發光器件有機層導熱系數的測量方法，其操作簡單快捷、成本小，實驗誤差小，具有廣泛性。

本發明的另一目的還在提供上述聚合物電致發光器件有機層導熱系數的測量方法的應用。

本發明的目的通過下述技術方案實現：本聚合物電致發光器件有機層導熱系數的測量方法，所述聚合物電致發光器件各層依次為ITO(氧化銦錫)玻璃片、空穴傳輸層、聚合物發光層、電子傳輸層、陰極，所述測量方法包括聚合物電致發光器件性能測量、有限元分析軟件熱仿真、聚合物電致發光器件陰極溫度測量，具體步驟如下：

(1)聚合物電致發光器件性能測量，具體是：手套箱低氧低水氣環境下，在聚合物電致發光器件正極、負極施加范圍2～20V之間的直流電壓V，使得聚合物電致發光器件發出光線，探測聚合物電致發光器件的光強和電流效率，通過計算獲得聚合物電致發光器件光能轉換效率；

(2)有限元分析軟件熱仿真，即通過有限元分析軟件對聚合物電致發光器件的熱特性進行熱仿真，具體是：

采用有限元分析軟件建立聚合物電致發光器件3D模型，對所述聚合物電致發光器件3D模型進行有限元劃分，施加相應邊界條件和熱生成功率；