有機電致發(fā)光

1、OLED發(fā)展歷程2、OLED的分類3、小分子OLED的結構、原理與材料4、OLED的發(fā)展現(xiàn)狀及應用和前景有機電致發(fā)光1936年，Destriau將有機熒光化合物分散在聚合物中制成薄膜，得到最早的電致發(fā)光器件。20

世紀50年代，人們就開始用有機材料制作電致發(fā)光器件的探索，A.

Bernanose等人在蒽單晶片的兩側加上400V的直流電壓觀測到發(fā)光現(xiàn)象，單晶厚10mm～20mm，所以驅(qū)動電壓較高。1963年，M.

Pope等人也獲得了蒽單晶的電致發(fā)光。70年代，賓夕法尼亞大學的Heeger探索了合成金屬。1987年，Kodak公司的鄧青云首次研制出具有實用價值的低驅(qū)動電壓（<10V，>1000cd/m2）OLED器件（Alq作為發(fā)光層）。1990年，Burroughes及其合作者研究成功第一個高分子EL（PLED）(PPV作為發(fā)光層)，更為有機電致發(fā)光顯示器件實用化進一步奠定了基礎。1、OLED發(fā)展歷程1997年，單色有機電致發(fā)光顯示器件首先在日本產(chǎn)品化，1999年，日本先鋒公司率先推出了為汽車音視通信設備而設計的多彩有機電致發(fā)光顯示器面板，并開始量產(chǎn)，同年9月，使用了先鋒公司多色有機電致發(fā)光顯示器件的摩托羅拉手機大批量上市。近年來，OEL的突破性進展，并引起產(chǎn)業(yè)界的高度重視，在世界范圍內(nèi)，已有90多家公司在開發(fā)OEL，而且每個月都有新公司加入。國內(nèi)公司有：京東方科技集團股份有限公司、維信諾公司（南風化工集團股份有限公司是清華大學企業(yè)集團、清華創(chuàng)業(yè)投資公司、咸陽彩虹集團等在北京注冊成立維信諾科技有限公司）、清華大學與彩虹集團合作已在建立1條小試實驗線、廊坊市錫豐化工有限公司、上海大學、吉林大學與有關公司合作開發(fā)的談判也在積極進行之中等。這一切都表明，OLED技術正在逐步實用化，顯示技術又將面臨新的革命。一是以有機染料和顏料等為發(fā)光材料的小分子基OLED，典型的小分子發(fā)光材料為Alq3（3-羥基喹啉鋁）；另一種是以共軛高分子為發(fā)光材料的高分子基OLED，簡稱為PLED，典型的高分子發(fā)光材料為PPV。2、OLED分類

2、OLED的分類3.1小分子OLED的結構3、1小分子OLED的結構RGB和白色EL器件的結構為：器件R:ITO/CuPc/NPB/Alq3:DCJTB/MgAg器件G:ITO/CuPc/NPB/Alq3:QA/MgAg器件B:ITO/CuPc/NPB/DPVBi:Perylene/Alq3/MgAg器件W:ITO/CuPc/NPB/DPVBi:DCJTB/Alq3/MgAg能帶理論模型：相對晶體固體的能帶模型來說：價帶頂HOMO（分子最高占據(jù)分子軌道）導帶底LUMO（分子最低未占據(jù)軌道）帶隙Eg是HOMO與LUMO之間的寬度，離化能Ip是真空能級與HOMO之間的能量差,電子親和勢Ea是真空能級與LUMO之間的能量差3、2發(fā)光原理發(fā)光機理載流子的注入：電子和空穴分別從陰極和陽極注入夾在電極間的有機功能薄膜層；載流子的遷移：載流子分別從電子傳輸層和空穴傳輸層向發(fā)光層遷移；激子的形成和擴散：電子和空穴在發(fā)光層中相遇，形成激子，激子復合并將能量傳遞給發(fā)光材料，使其從基態(tài)能級躍遷為激發(fā)態(tài)；發(fā)光：激發(fā)態(tài)能量通過輻射馳豫過程產(chǎn)生光子，釋放出光能。陽極HTLEMLETL陰極LUMOHOMO

三層結構的OLED的能帶圖

當器件加正向偏壓時,電子和空穴分別從陰極和陽極注入到有機材料中,外場的作用使它們遷移至發(fā)光層電子和空穴在發(fā)光層相遇后,由于庫侖作用形成暫態(tài)激子,處于不穩(wěn)定態(tài).其中大部分發(fā)生復合,電子落入空穴,釋放出能量發(fā)光材料原子的最外層電子吸收這些能量后將處于激發(fā)態(tài),

電子處于激發(fā)態(tài)是不穩(wěn)定狀態(tài)，將返回基態(tài)。HTLETLEML陰極陽極Name:電子AndIam:空穴激發(fā)態(tài)→基態(tài)的能量傳遞途徑

電子處于激發(fā)態(tài)是不穩(wěn)定狀態(tài)，返回基態(tài)時，通過輻射躍遷(發(fā)光)和無輻射躍遷等方式失去能量；傳遞途徑輻射躍遷熒光延遲熒光磷光內(nèi)轉(zhuǎn)移外轉(zhuǎn)移系間跨越振動弛預無輻射躍遷

激發(fā)態(tài)停留時間短、返回速度快的途徑，發(fā)生的幾率大，發(fā)光強度相對大；

輻射躍遷（發(fā)光）可分為：熒光、磷光、延遲熒光。熒光：第一激發(fā)單重態(tài)的最低振動能級→基態(tài)；壽命：10-7～10-9

s。磷光：第一激發(fā)三重態(tài)的最低振動能級→基態(tài)；壽命：10-4～10s。延遲熒光（delayedfluorescence)也被稱為緩發(fā)熒光：它來源于從第一激發(fā)三重態(tài)（T1）重新生成的S1態(tài)的輻射躍遷。其壽命與該物質(zhì)的分子磷光相當。S2S1S0T1吸收發(fā)射熒光發(fā)射磷光系間跨越內(nèi)轉(zhuǎn)換振動弛豫能量l2l1l

3

外轉(zhuǎn)換l

2T2內(nèi)轉(zhuǎn)換振動弛豫（1）、空穴傳輸材料傳輸空穴的空穴傳輸材料應該具備以下條件：具有良好的空穴傳輸特性；具有較低的Ip（離化勢），易于由陽極注入空穴；激發(fā)能量高于發(fā)光層的激發(fā)能量；不能與發(fā)光層形成激基復合物；具有良好的成膜性和較高的玻璃化溫度，熱穩(wěn)定性好，可以用真空蒸發(fā)法形成致密的薄膜，不易結晶?？昭▊鬏敳牧现饕欠枷惆奉悺Ｄ壳白畛Ｓ玫男》肿涌昭▊鬏敳牧蟃PD和α-NPB3、小分子OLED材料NNNPDαNCH3NNNCHCH3MTDATA3NNMeOCH3CH3CH3吡唑啉類化合物

（2）、電子傳輸材料傳輸電子的電子傳輸材料應滿足以下要求：（1）具有良好的電子傳輸特性；（2）具有較低的Ea（電子親和勢），易于由陰極注入電子；（3）激發(fā)能量高于發(fā)光層的激發(fā)能量；（4）不能與發(fā)光層形成激基復合物；（5）成膜性和化學穩(wěn)定性良好，不易結晶。目前最常使用的電子傳輸材料是OXD-7和許多有機金屬螯合物如Alq3

噁二唑衍生物苯乙烯類衍生物香豆素化合物三唑化合物（3）發(fā)光材料分類：用于OELD的發(fā)光材料首先要滿足以下五點要求：具有高效率的固態(tài)熒光，無明顯的濃度淬滅現(xiàn)象具有良好的化學穩(wěn)定性和熱穩(wěn)定性，不與電極和載流子傳輸材料發(fā)生反應；易形成致密的非晶態(tài)薄膜且不易結晶；具有適當?shù)陌l(fā)光波長；具有一定的載流子傳輸能力。按材料的分子結構特性分類：A、有機小分子熒光染料El材料ONSO香豆素衍生物NCH3NCH3OOOOPerylene苝二酸酐衍生物另外一些有機小分子熒光染料NHNHoOQuinacridoneRubrene稠環(huán)芳烴類衍生物配體微擾金屬離子發(fā)光的配合物發(fā)光材料A、金屬離子微擾配體發(fā)光的配合物發(fā)光材料具有優(yōu)良的載流子傳輸特性和成膜性能，是目前最常用的OEL材料。NNNNZnZnPc甲亞胺類絡合物卟啉鋅絡合物B、配體微擾金屬離子發(fā)光的配合物發(fā)光材料一般是稀土金屬螯合物。（4）、緩沖層材料為了增強金屬及其氧化物電極與有機材料的附著強度引入的。陽極處：CuPc陰極處：LiF或MgF2（5）、電極材料為了有效注入載流子，對電極材料要求：陽極逸出功盡可能大（提供空穴，一般采用ITO)；陰極逸出功盡可能?。ㄌ峁╇娮樱┗瘜W穩(wěn)定性好陽極：ITO、高功函數(shù)金屬、導電聚合物陰極：MgAg、LiAl、LiF/Al1、發(fā)展現(xiàn)狀美國的Kodak,Uniax,Dupond,IBM,Dow化學公司；日本的Pioneer,Sanyo,seiko-epson,Iemitsn,Koson；荷蘭的Philips；德國的Hoechst等許多大公司參與了研發(fā)亮度、壽命、效率都有了全面的提高器件的結構變化多紅、綠、藍全色發(fā)光4、OLED的發(fā)展現(xiàn)狀及應用前景2、存在的問題OLED的發(fā)光機制的一些細節(jié)問題，如載流子的注入及傳輸過程仍未徹底弄清楚器件的效率有了大幅度的提高，絕對值較低器件的壽命距實際應用還有一定差距紅色和藍色器件的效率還較低，且各基色尤其紅色的色純度還不高柔性器件的封裝始終未能解決3、應用前景與展望從取得突破性進展到現(xiàn)在，僅僅十幾年時間，