有機光電材料與器件（簡體書）

第1章 物質吸收光譜與顏色 1
1.1 光的基本性質 1
1.2 電子躍遷 2
1.2.1 基態與激發態 2
1.2.2 電子躍遷類型 3
1.2.3 躍遷允許與躍遷禁阻 3
1.3 紫外-可見吸收光譜 4
1.3.1 吸收光的條件 4
1.3.2 朗伯-比耳定律 4
1.3.3 紫外-可見吸收光譜 5
1.3.4 紫外-可見吸收光譜儀 6
1.4 影響紫外-可見吸收光譜的因素 6
1.4.1 常見術語 6
1.4.2 共軛效應 7
1.4.3 空間效應 9
1.4.4 溶劑效應 10
1.4.5 取代基效應 12
1.4.6 濃度效應 13
1.4.7 分子聚集體的吸收光譜 14
1.5 分子結構與顏色 15
1.5.1 基本概念 15
1.5.2 偶氮化合物 17
1.5.3 卟啉化合物 18
1.5.4 酞菁化合物 19
1.5.5 茋類化合物 21
1.6 染料的分類與應用 21
1.6.1 偶氮染料 22
1.6.2 蒽醌染料 23
1.6.3 靛族染料 23
1.6.4 芳甲烷類染料 23
1.6.5 菁系染料 25
1.6.6 酞菁染料 25
1.6.7 活性染料 25
參考文獻 26
思考題 27

第2章 物質螢光與螢光傳感 31
2.1 激發態及其衰變 31
2.1.1 單線態、三線態 31
2.1.2 激發態衰變（輻射衰變、
非輻射衰變） 31
2.1.3 螢光、磷光 32
2.1.4 內轉換（IC）和系間竄越
（ISC） 32
2.1.5 激發態衰變能級圖 32
2.2 螢光光譜 33
2.2.1 螢光發射光譜 33
2.2.2 螢光光譜一般特徵 33
2.2.3 螢光性質 35
2.3 影響螢光性質的因素 37
2.3.1 共軛效應 37
2.3.2 平面效應 38
2.3.3 取代基效應 38
2.3.4 溶劑效應 39
2.3.5 濃度效應與聚集態螢光 42
2.3.6 其他因素 44
2.4 磷光發射 45
2.5 輻射能量轉移與非輻射能量轉移 46
2.5.1 輻射能量轉移 47
2.5.2 非輻射能量轉移 50
2.5.3 Stern-Volmer猝滅方程 50
2.6 螢光化學感測器 52
2.6.1 螢光傳感分子結構 52
2.6.2 螢光感測器信號表達 53
2.6.3 螢光傳感分子實例 55
參考文獻 58
思考題 59

第3章 光致變色與電致變色材料 62
3.1 光致變色現象 62
3.1.1 變色材料 62
3.1.2 光致變色概念 62
3.1.3 光致變色機理 62
3.2 光致變色材料 62
3.2.1 偶氮化合物 63
3.2.2 水楊醛縮芳胺 64
3.2.3 二芳基乙烯類衍生物 65
3.2.4 螺吡喃類化合物 67
3.2.5 俘精酸酐與周環反應 67
3.3 光致變色材料的應用 68
3.3.1 光開關器件 68
3.3.2 光資訊存儲 68
3.4 電致變色材料 70
3.4.1 紫精衍生物 70
3.4.2 金屬酞菁 71
3.4.3 聚苯胺 72
3.4.4 多聯吡啶金屬配合物 72
3.4.5 電致變色性能 75
3.4.6 電致變色器件 78
3.4.7 電致變色器件的應用 78
3.5 酸致變色 79
參考文獻 80
思考題 80

第4章 有機光電顯示材料與器件 82
4.1 顯示材料與技術 82
4.2 液晶顯示（LCD）材料 82
4.2.1 液晶概念 82
4.2.2 液晶分類 82
4.2.3 液晶分子結構 83
4.2.4 液晶相結構 83
4.2.5 液晶疇結構 85
4.2.6 液晶材料物理性能 86
4.2.7 液晶顯示幕 90
4.3 有機電致發光器件（OLED） 91
4.3.1 OLED研究進程 91
4.3.2 OLED結構與產品 91
4.3.3 OLED發光原理 93
4.3.4 OLED性能指標 94
4.3.5 OLED材料 96
4.3.6 提高OLED器件性能的關鍵
因素 100
4.3.7 OLED製作工藝 104
參考文獻 105
思考題 106

第5章 有機場效應管材料與
器件 107
5.1 無機半導體三極管 107
5.1.1 半導體基本知識 107
5.1.2 半導體二極體 108
5.1.3 半導體三極管 109
5.2 有機場效應電晶體 110
5.2.1 基本概述 110
5.2.2 有機場效應管（OFET）的
結構 111
5.2.3 有機場效應管的工作原理 112
5.3 影響OFET性能的關鍵因素 112
5.3.1 遷移率 112
5.3.2 開／關比 113
5.3.3 閾值電壓 113
5.3.4 不飽和區和飽和區 114
5.4 有機場效應管材料 114
5.4.1 有機半導體材料 114
5.4.2 電極材料 117
5.4.3 絕緣層材料 118
5.4.4 襯底材料 118
5.5 有機場效應管件的製作 118
5.5.1 一般方法 118
5.5.2 絲網印刷 119
5.5.3 噴墨列印 119
參考文獻 119
思考題 120

第6章 有機太陽能轉換材料與
器件 122
6.1 太陽光譜與太陽能利用 122
6.1.1 太陽光譜 122
6.1.2 太陽能源利用 122
6.2 全固態太陽能電池 123
6.2.1 無機太陽能電池工作原理 123
6.2.2 有機太陽能電池工作原理 123
6.2.3 有機太陽能電池性能參數 124
6.2.4 全固態太陽能電池結構 125
6.2.5 有機活性層材料 127
6.3 染料敏化太陽能電池（DSSC） 130
6.3.1 染料敏化技術 130
6.3.2 DSSC器件結構 131
6.3.3 DSSC器件工作原理 131
6.3.4 DSSC器件材料 132
6.3.5 提高DSSC器件效率的
因素 134
6.4 太陽能轉換化學能 134
6.4.1 自然界光合作用 134
6.4.2 太陽能分解水制氫 136
6.5 太陽能-熱能轉換材料與器件 137
6.6 太陽能螢光器（SFD） 138
參考文獻 139
思考題 140

第7章 有機光導體材料與器件 141
7.1 有機光導體原理 141
7.1.1 有機光導體概念 141
7.1.2 有機光導體導電原理 141
7.2 有機光導體性能參數 142
7.2.1 光電導量子產率( ) 142
7.2.2 光敏感性 142
7.2.3 光電導性能 143
7.3 有機光導體材料 144
7.3.1 酞菁與金屬酞菁 144
7.3.2 聚乙烯基哢唑（PVK） 146
7.3.3 含聚乙烯基哢唑複合物 146
7.3.4 方菁染料 148
7.4 有機光導器件（OPCD） 149
7.4.1 OPC器件組成 149
7.4.2 OPC器件結構 149
7.4.3 OPC器件工作原理 149
7.4.4 光導器件光源 150
7.4.5 光導器件評價指標 150
參考文獻 150
思考題 150

第8章 光聚合材料及其應用 151
8.1 光譜敏化原理 151
8.1.1 光物理與光化學過程 151
8.1.2 光化學量子效率（ ） 151
8.1.3 光譜敏化劑（光敏劑） 151
8.1.4 光譜敏化原理 152
8.2 感光高分子材料 154
8.2.1 肉桂酸酯類 154
8.2.2 重氮類感光高分子 155
8.2.3 疊氮類感光高分子 155
8.3 光聚合反應 157
8.3.1 自由基光聚合反應 157
8.3.2 陽離子光聚合反應 158
8.4 光刻與封裝 160
8.4.1 光刻膠 160
8.4.2 光刻工藝 160
8.4.3 環氧樹脂密封膠 162
8.4.4 器件封裝 163
參考文獻 164
思考題 164

第9章 雙光子吸收材料及其應用 166
9.1 雙光子吸收現象 166
9.1.1 非線性光學現象 166
9.1.2 雙光子吸收現象 166
9.2 雙光子吸收效應的應用 168
9.2.1 光限幅效應 168
9.2.2 雙光子激射與雙光子螢光 170
9.2.3 雙光子資訊存儲 173
9.2.4 雙光子動力療法 175
9.2.5 雙光子微納製作 177
9.3 強雙光子吸收材料 180
9.3.1 分子內電荷轉移 181
9.3.2 共軛體系 181
9.3.3 分子結構對稱性 182
9.3.4 拓撲結構分子 184
9.4 雙光子性能測試 192
9.4.1 鐳射產生原理 192
9.4.2 雷射器的分類 193
9.4.3 雙光子性能測試 193
9.5 雙光子研究最新進展 196
參考文獻 199
思考題 200

第10章 有機光電存儲材料與
器件 202
10.1 資訊存儲 202
10.1.1 存儲介質與記憶體件 202
10.1.2 存儲方式 202
10.2 光資訊存儲技術 203
10.2.1 反射率/折射率變化 203
10.2.2 光譜性質變化 203
10.2.3 高密度光存儲技術 205
10.2.4 掃描探針顯微技術 206
10.3 有機光存儲材料 207
10.3.1 二芳基乙烯 207
10.3.2 螺吡喃、螺?嗪 207
10.3.3 偶氮苯類化合物 208
10.3.4 俘精酸酐類化合物 208
10.3.5 光致變色席夫堿 208
10.3.6 聚合物存儲材料 209
10.4 有機電記憶體件 209
10.4.1 有機電記憶體件結構 209
10.4.2 有機記憶體工作原理 210
10.4.3 有機電記憶體性能 210
10.5 有機電存儲材料 211
10.5.1 有機D- -A分子 211
10.5.2 分子間電荷轉移複合物 213
10.5.3 有機無機納米雜化材料 214
10.5.4 有機金屬配合物材料 214
10.5.5 有機聚合物材料 215
10.6 有機電記憶體件機理 215
10.6.1 電荷轉移引起導電性轉變 215
10.6.2 構型轉變引起導電性轉變 216
10.6.3 氧化還原引起導電性轉變 216
10.6.4 載流子捕獲引起導電性
轉變 217
10.6.5 相變引起導電性轉變 217
10.7 有機電記憶體件的研究 218
10.7.1 器件製作工藝 218
10.7.2 吸收光譜研究法 218
10.7.3 電化學研究方法 220
10.7.4 電流-電壓曲線研究法 221
10.7.5 光場中電流-電壓曲線 221
10.7.6 器件穩定性測試 223
參考文獻 224
思考題 224