有機電致發(fā)光材料的研究進展

有機電致發(fā)光材料的研究進展一、本文概述有機電致發(fā)光材料（OrganicElectroluminescentMaterials，簡稱OLEDs）是一種能夠?qū)㈦娔苤苯愚D(zhuǎn)換為光能的材料，因其獨特的發(fā)光性能和潛在的應用價值，近年來受到了廣泛關注。本文旨在全面綜述有機電致發(fā)光材料的研究進展，探討其發(fā)光機理、性能優(yōu)化以及應用前景。文章將回顧有機電致發(fā)光材料的發(fā)展歷程，從最早的有機小分子材料到現(xiàn)今的高分子和共軛聚合物材料，分析不同材料體系的發(fā)光特性和應用潛力。接著，文章將重點關注OLEDs的發(fā)光機理，包括激發(fā)態(tài)的形成、能量傳遞和發(fā)光過程，以及影響OLEDs性能的關鍵因素，如載流子注入、傳輸和復合等。文章還將對OLEDs的性能優(yōu)化策略進行詳細介紹，包括材料設計、器件結構和工藝優(yōu)化等方面。通過引入新型發(fā)光材料、改善載流子傳輸平衡、優(yōu)化器件結構等手段，可以有效提高OLEDs的發(fā)光效率、穩(wěn)定性和使用壽命。文章將展望OLEDs的應用前景。作為一種高效、環(huán)保的顯示和照明技術，OLEDs在顯示器、照明、可穿戴設備等領域具有廣闊的應用空間。未來，隨著OLEDs技術的不斷發(fā)展和成熟，其應用領域?qū)⑦M一步拓展，為人們的生活帶來更多便利和美好。本文將從多個方面全面介紹有機電致發(fā)光材料的研究進展，旨在為相關領域的研究人員和技術人員提供有價值的參考和啟示。二、有機電致發(fā)光材料的基本原理有機電致發(fā)光（OrganicElectroluminescent，簡稱OEL）材料的基本原理主要涉及到電能轉(zhuǎn)化為光能的物理過程。當對有機電致發(fā)光材料施加電壓時，電子從陰極注入到有機材料的最低未占據(jù)分子軌道（LUMO），同時空穴從陽極注入到最高占據(jù)分子軌道（HOMO）。電子和空穴在有機層中遷移并相遇，形成激子（exciton）。這些激子可以是單線態(tài)（singlet）或三線態(tài)（triplet）形式存在。在單線態(tài)激子中，電子和空穴自旋相反，它們可以通過輻射躍遷回到基態(tài)，釋放出光子，產(chǎn)生電致發(fā)光。而三線態(tài)激子中，電子和空穴自旋相同，由于自旋禁阻，其直接回到基態(tài)的概率較低。在某些特殊的有機材料中，三線態(tài)激子可以通過系間竄越（intersystemcrossing）等機制轉(zhuǎn)化為單線態(tài)激子，進而釋放出光子。有機電致發(fā)光材料的發(fā)光顏色主要由材料的能級結構決定，而發(fā)光效率則受到材料的載流子遷移率、激子形成和輻射躍遷過程等因素的影響。為了提高有機電致發(fā)光材料的性能，研究者們不斷設計和合成新的有機分子，優(yōu)化器件結構，以及探索更有效的能量轉(zhuǎn)移和激子管理策略。有機電致發(fā)光材料還具有良好的柔韌性和可加工性，使得它們在柔性顯示、可穿戴設備等領域具有廣泛的應用前景。隨著科學技術的不斷發(fā)展，有機電致發(fā)光材料的研究和應用將不斷取得新的突破和進展。三、有機電致發(fā)光材料的分類有機電致發(fā)光材料，作為一類獨特的發(fā)光材料，其分類主要基于其化學結構、發(fā)光機制以及應用需求。以下是對有機電致發(fā)光材料的主要分類介紹。根據(jù)化學結構分類：有機電致發(fā)光材料可以分為小分子有機材料和聚合物有機材料。小分子有機材料通常具有明確的分子結構和較高的純度，其發(fā)光性能穩(wěn)定，但加工性能相對較差。聚合物有機材料則以其良好的加工性能和可塑性在顯示領域得到廣泛應用，但其發(fā)光效率和穩(wěn)定性仍需進一步提升。根據(jù)發(fā)光機制分類：有機電致發(fā)光材料可以分為熒光材料和磷光材料。熒光材料在受到激發(fā)后，電子從激發(fā)態(tài)回到基態(tài)時發(fā)出光，其發(fā)光過程快速，壽命短暫。磷光材料則利用重金屬原子的自旋軌道耦合，使電子在激發(fā)態(tài)停留時間更長，從而發(fā)出磷光，其發(fā)光壽命較長。根據(jù)應用需求分類：有機電致發(fā)光材料可以分為顯示器用材料和照明用材料。顯示器用材料要求具有高亮度、高對比度、快速響應和低功耗等特性，以適應高清晰度、大尺寸、柔性顯示等需求。照明用材料則需要具有高效、穩(wěn)定、環(huán)保等特性，以替代傳統(tǒng)的無機照明材料。總結來說，有機電致發(fā)光材料的分類多樣化，每種類型的材料都有其獨特的優(yōu)點和適用領域。隨著科研技術的不斷進步，有機電致發(fā)光材料將在顯示和照明等領域發(fā)揮越來越重要的作用。四、有機電致發(fā)光材料的性能評估方法有機電致發(fā)光材料的性能評估是一個多維度、綜合性的過程，涉及到材料的物理特性、化學穩(wěn)定性、發(fā)光性能以及在實際器件中的應用效果等多個方面。評估方法的選擇和運用對于準確評價材料的性能至關重要。在物理特性方面，研究者通常通過測定材料的分子量、分子結構、能帶結構等參數(shù)來評估其基礎性質(zhì)。這些參數(shù)的測定可以通過諸如核磁共振（NMR）、射線衍射（RD）、紫外-可見吸收光譜（UV-Vis）等技術手段來實現(xiàn)。通過這些測定，可以初步判斷材料是否適合作為電致發(fā)光材料。化學穩(wěn)定性是評估材料在實際應用中能否長期保持性能的關鍵因素。常用的評估方法包括熱穩(wěn)定性測試、濕度穩(wěn)定性測試以及光照穩(wěn)定性測試等。這些測試通常通過在一定條件下長時間觀察材料的性能變化來進行。化學穩(wěn)定性良好的材料在實際應用中具有更長的使用壽命和更好的穩(wěn)定性。發(fā)光性能是評價有機電致發(fā)光材料最重要的指標之一。評估發(fā)光性能的方法包括測定材料的發(fā)光光譜、發(fā)光亮度、發(fā)光效率以及色純度等。發(fā)光光譜可以通過熒光光譜儀或磷光光譜儀來測定，它能夠反映材料發(fā)光的波長范圍和強度分布。發(fā)光亮度和發(fā)光效率則可以通過光電測量系統(tǒng)來測定，它們直接反映了材料發(fā)光的明亮程度和能量轉(zhuǎn)換效率。色純度則可以通過比較發(fā)光光譜與標準光譜的差異來評估，它決定了發(fā)光顏色的純凈度。在實際器件中的應用效果是評估材料性能的最終標準。研究者通常通過制備有機電致發(fā)光器件（OLED）并測試其性能來評估材料在實際應用中的表現(xiàn)。評估指標包括器件的發(fā)光效率、壽命、穩(wěn)定性以及制造成本等。這些測試需要在實際的工作條件下進行，以反映材料在實際應用中的真實表現(xiàn)。有機電致發(fā)光材料的性能評估是一個綜合性的過程，需要運用多種方法和手段來全面評價材料的性能。隨著科學技術的不斷發(fā)展，新的評估方法和技術也將不斷涌現(xiàn)，為有機電致發(fā)光材料的研究提供更加準確和高效的手段。五、有機電致發(fā)光材料的研究現(xiàn)狀有機電致發(fā)光材料（OrganicElectroluminescentMaterials，簡稱OEL材料）是近年來光電材料領域的研究熱點，其獨特的發(fā)光性能和可加工性使得它在顯示技術和照明領域具有廣泛的應用前景。目前，有機電致發(fā)光材料的研究現(xiàn)狀呈現(xiàn)出以下幾個主要特點。材料種類日益豐富。研究者們通過分子設計和合成，不斷開發(fā)出新的有機電致發(fā)光材料，包括小分子、高分子、聚合物等。這些材料在發(fā)光顏色、亮度、效率、穩(wěn)定性等方面都有很大的改進，為有機電致發(fā)光器件的性能提升提供了物質(zhì)基礎。器件性能不斷提升。隨著材料科學的進步，有機電致發(fā)光器件的性能也得到了顯著提升。在發(fā)光效率、色彩純度、壽命等方面，現(xiàn)代的有機電致發(fā)光器件已經(jīng)能夠與傳統(tǒng)的無機發(fā)光器件相媲美。有機電致發(fā)光器件還具有可彎曲、可透明、可大面積制備等優(yōu)勢，為新型顯示和照明技術的發(fā)展提供了有力支持。再次，應用領域不斷拓展。隨著有機電致發(fā)光器件性能的提升，其應用領域也在不斷拓展。目前，有機電致發(fā)光材料已經(jīng)廣泛應用于手機、電視、顯示器等消費電子產(chǎn)品中，同時在可穿戴設備、汽車顯示、照明等領域也有廣闊的應用前景。研究熱點不斷涌現(xiàn)。目前，有機電致發(fā)光材料的研究領域仍然充滿挑戰(zhàn)和機遇。研究者們正在不斷探索新的材料設計思路、新的器件結構、新的制備工藝等，以期進一步提高有機電致發(fā)光器件的性能和穩(wěn)定性。隨著、物聯(lián)網(wǎng)等新技術的發(fā)展，有機電致發(fā)光材料在智能顯示、人機交互等領域的應用也備受關注。有機電致發(fā)光材料作為一種新型光電材料，在顯示和照明領域具有廣闊的應用前景。目前，其研究現(xiàn)狀呈現(xiàn)出材料種類豐富、器件性能提升、應用領域拓展等特點，同時也面臨著性能穩(wěn)定性、制備成本等方面的挑戰(zhàn)。未來，隨著科學技術的不斷進步和創(chuàng)新，相信有機電致發(fā)光材料將會在更多領域展現(xiàn)出其獨特的優(yōu)勢和價值。六、有機電致發(fā)光材料的應用前景隨著科技的不斷進步，有機電致發(fā)光材料在顯示和照明領域的應用前景日益廣闊。這些材料以其獨特的優(yōu)勢，如色彩豐富、視角寬廣、響應速度快、可彎曲性等，正逐漸改變著傳統(tǒng)顯示和照明技術的格局。在顯示技術方面，有機電致發(fā)光二極管（OLED）已經(jīng)成為高端智能手機、平板電視等設備的主流顯示技術。與傳統(tǒng)的液晶顯示技術相比，OLED具有更高的對比度和更廣的色域，能夠?qū)崿F(xiàn)更真實、更生動的色彩表現(xiàn)。OLED還具有自發(fā)光的特點，無需背光模塊，從而實現(xiàn)了更輕薄、更節(jié)能的顯示效果。隨著OLED技術的不斷完善和成本的降低，預計未來將有更多的應用場景涌現(xiàn)，如可穿戴設備、柔性顯示屏等。在照明領域，有機電致發(fā)光材料同樣展現(xiàn)出巨大的潛力。傳統(tǒng)的照明技術如LED雖然具有高效節(jié)能的特點，但在色彩調(diào)節(jié)和柔性照明方面存在局限。而有機電致發(fā)光材料則可以通過改變電流或電壓來輕松調(diào)節(jié)光的顏色和亮度，實現(xiàn)個性化的照明效果。這些材料還具有很好的柔韌性，可以制成各種形狀和尺寸的照明器件，為未來的智能家居和室內(nèi)裝飾提供更多可能。除了顯示和照明領域，有機電致發(fā)光材料在生物醫(yī)療、安全防護等領域也有廣泛的應用前景。例如，在生物醫(yī)療領域，這些材料可以用于制作生物傳感器、熒光探針等，為疾病診斷和治療提供新的手段。在安全防護領域，有機電致發(fā)光材料可以用于制作夜視儀、安全標識等，提高夜間或惡劣環(huán)境下的安全性和辨識度。有機電致發(fā)光材料憑借其獨特的優(yōu)勢和廣闊的應用前景，正逐漸成為未來顯示和照明技術的重要發(fā)展方向。隨著科技的不斷進步和研究的深入，相信這些材料將在更多領域展現(xiàn)出其獨特的魅力和價值。七、有機電致發(fā)光材料研究中的挑戰(zhàn)與問題盡管有機電致發(fā)光材料在過去的幾十年中取得了顯著的進展，但仍面臨著許多挑戰(zhàn)和問題。材料的穩(wěn)定性和壽命問題一直是制約其商業(yè)化的關鍵因素。許多有機電致發(fā)光材料在長時間的工作條件下會出現(xiàn)性能衰減，如亮度降低、色度偏移等，這嚴重影響了其在實際應用中的表現(xiàn)。如何提高材料的穩(wěn)定性和壽命，是當前研究的重要方向之一。有機電致發(fā)光材料的發(fā)光效率和能量轉(zhuǎn)換效率還有待進一步提高。盡管一些高性能的有機電致發(fā)光材料已經(jīng)具有較高的發(fā)光效率，但相對于無機發(fā)光材料，其整體效率仍然較低。開發(fā)新型的高效有機電致發(fā)光材料，提高能量轉(zhuǎn)換效率，是另一個重要的研究方向。有機電致發(fā)光材料的制備工藝和成本問題也是制約其商業(yè)化的重要因素。目前，許多高性能的有機電致發(fā)光材料制備過程復雜，成本較高，難以實現(xiàn)大規(guī)模生產(chǎn)和應用。如何簡化制備工藝，降低生產(chǎn)成本，也是當前研究的熱點之一。有機電致發(fā)光材料在實際應用中還需要解決與器件結構、驅(qū)動電路等相關的問題。例如，如何設計合理的器件結構，提高載流子的注入和傳輸效率，以及如何優(yōu)化驅(qū)動電路，實現(xiàn)穩(wěn)定的電流和電壓輸出等，都是需要進一步研究和解決的問題。雖然有機電致發(fā)光材料在顯示和照明等領域具有廣闊的應用前景，但仍面臨著許多挑戰(zhàn)和問題。未來，我們需要通過深入研究和探索，不斷突破技術瓶頸，推動有機電致發(fā)光材料的商業(yè)化進程。八、結論與展望隨著科技的快速發(fā)展，有機電致發(fā)光材料作為一種新興的發(fā)光技術，其獨特的優(yōu)勢和應用前景已經(jīng)引起了全球科研人員的廣泛關注。本文綜述了近年來有機電致發(fā)光材料在設計、合成、性能優(yōu)化和應用方面的主要研究進展。從基礎理論到實際應用，我們可以看到有機電致發(fā)光材料在多個領域展現(xiàn)出了廣闊的應用潛力。盡管有機電致發(fā)光材料的研究取得了顯著的成果，但仍面臨一些挑戰(zhàn)和問題。例如，材料的穩(wěn)定性、發(fā)光效率、壽命和大規(guī)模制備等問題仍需進一步研究和解決。同時，隨著新材料和新技術的不斷涌現(xiàn)，如何將有機電致發(fā)光材料與其他技術相結合，以開發(fā)出更高效、更環(huán)保的發(fā)光器件，也是未來研究的重要方向。展望未來，隨著科研人員對有機電致發(fā)光材料的深入研究，以及新技術和新方法的不斷開發(fā)，我們期待這一領域能夠取得更大的突破。我們相信，隨著有機電致發(fā)光材料性能的不斷提升和應用領域的不斷拓展，其在顯示技術、照明、生物醫(yī)療等領域的應用將會更加廣泛和深入?？偨Y而言，有機電致發(fā)光材料作為一種新型的發(fā)光技術，具有廣闊的應用前景和巨大的發(fā)展?jié)摿?。雖然目前仍存在一些挑戰(zhàn)和問題，但隨著科研人員的不斷努力和創(chuàng)新，我們有理由相信，未來的有機電致發(fā)光材料將會為人類的生活帶來更多的便利和驚喜。參考資料：隨著科技的不斷發(fā)展，有機電致發(fā)光器件（OLED）已經(jīng)成為下一代顯示技術的主流方向之一。尤其是小分子有機電致發(fā)光器件，因其高亮度、低能耗、廣視角等優(yōu)點，正在逐步取代傳統(tǒng)的液晶顯示技術。本文將重點探討小分子有機電致發(fā)光器件和材料的研究及應用。小分子有機電致發(fā)光器件的核心部分是有機小分子材料，這些材料具有較高的熒光量子效率、較短的三線態(tài)壽命和良好的穩(wěn)定性，因此在OLED器件中具有很好的應用前景。近年來，科研人員通過不斷研究，開發(fā)出了一系列高性能的小分子有機電致發(fā)光材料，如花菁類、香豆素類、熒光染料等。在制備小分子有機電致發(fā)光器件時，通常采用真空蒸鍍或溶液加工的方法將有機小分子材料沉積到基板上。真空蒸鍍可以獲得較高的薄膜質(zhì)量，但設備成本高，不易實現(xiàn)大面積制備；而溶液加工則具有工藝簡單、成本低等優(yōu)點，但薄膜質(zhì)量相對較低。如何平衡薄膜質(zhì)量和制備成本，是小分子有機電致發(fā)光器件研究的一個重要方向。小分子有機電致發(fā)光材料因其獨特的物理化學性質(zhì)，不僅在顯示領域有著廣泛的應用，還在其他領域如生物成像、光電器件、太陽能電池等領域展現(xiàn)出巨大的潛力。生物成像：小分子有機電致發(fā)光材料可以作為生物熒光標記物，用于研究生物體內(nèi)的生物過程和生物分子的相互作用。與傳統(tǒng)的熒光染料相比，小分子有機電致發(fā)光材料具有更高的熒光量子效率和更穩(wěn)定的化學性質(zhì)，因此在生物成像領域具有更好的應用前景。光電器件：小分子有機電致發(fā)光材料還可以用于制備光電器件，如光電二極管和光電晶體管等。這些光電器件可以有效地將光能轉(zhuǎn)化為電能，因此在太陽能電池、光電傳感器等領域有著廣泛的應用。太陽能電池：小分子有機電致發(fā)光材料可以作為敏化劑應用于太陽能電池中，從而提高太陽能電池的光電轉(zhuǎn)化效率。由于小分子有機電致發(fā)光材料具有較高的光電導率和良好的穩(wěn)定性，因此它們在太陽能電池領域具有巨大的潛力。小分子有機電致發(fā)光器件和材料的研究及應用是當前科研的熱點之一。隨著科研人員對小分子有機電致發(fā)光材料和器件的深入研究和優(yōu)化改進，其在顯示、生物成像、光電器件和太陽能電池等領域的應用將會越來越廣泛。仍需注意的是，小分子有機電致發(fā)光器件在大面積制備和穩(wěn)定性等方面仍存在一些挑戰(zhàn)，需要我們繼續(xù)深入研究并尋求解決方案。有機電致發(fā)光顯示，即有機發(fā)光二極管（OLED）顯示是通過電流驅(qū)動有機半導體薄膜來達到發(fā)光和顯示的目的。OLED具有既薄又輕、主動發(fā)光、寬視角、快速響應、能耗低、低溫和抗震性能優(yōu)異以及潛在的柔性設計等優(yōu)點。OLED為全固態(tài)器件，無真空腔，無液態(tài)成分，所以不怕震動，使用方便，加上高分辨力、視角寬和工作溫度范圍寬等特點，在武器裝備和惡劣環(huán)境領域?qū)玫綇V泛應用。OLED還可作為顯示領域的平面背光源和照明光源應用。OLED具有良好的發(fā)展前景，目前在壽命和生產(chǎn)成本方面還需要進一步改善。按照使用有機發(fā)光材料的不同，OLED可分為兩種不同的類型：一種是以有機染料和顏料等為發(fā)光材料的小分子基OLED；另一種是以共軛高分子為發(fā)光材料的聚合物OLED（PLED）。OLED技術研究最早始于20世紀60年代，但是直到1987年柯達公司的C.W.Tang等人首次宣布小分子OLED器件的雙層結構，OLED技術的前景才明朗起來。1990年，英國劍橋大學Friend和JeromyBorrough等人發(fā)表了基于有機高分子發(fā)光材料的PLED新技術，并隨后創(chuàng)辦了CDT公司，專注于PLED顯示技術的開發(fā)和推廣。經(jīng)過10多年的研發(fā)努力，OLED已經(jīng)步入產(chǎn)業(yè)化階段，PLED已開發(fā)出顯示樣品。1997年日本先鋒電子公司退出了世界第一個商品化的汽車音響OLED顯示屏產(chǎn)品，目前在北美、歐洲、日本、韓國、中國有許多家公司正在投資開發(fā)OLED產(chǎn)品。有機電致發(fā)光顯示發(fā)展至今，仍然是一種并不完全成熟的新技術，無論是技術發(fā)展還是產(chǎn)品開發(fā)方面均存在很大的發(fā)展空間，今后要開發(fā)新型OLED/PLED有機材料、完善生產(chǎn)工藝、改進驅(qū)動電路，以期進一步提高器件性能和市場競爭力。OLED/PLED是基于有機材料的一種電流型半導體發(fā)光器件，器件的發(fā)光效率和壽命受到器件結構的直接制約，合理地設計器件結構，對于提高器件性能、優(yōu)化制備工藝是十分重要的。經(jīng)過多次改進，同時考慮制作成本，目前典型的OLED器件結構如圖1-1所示。它由前玻璃基板、ITO透明顯示電極（陽極）、空穴注入層、空穴傳輸層、發(fā)光層、電子傳輸層、電子注入層、金屬電極（陰極）組成。對PLED來講，聚合物的長分子鏈結構保證了聚合物薄膜的平整、均勻性，而且可以同時引入空穴基元、發(fā)光基元和電子基元，因此單層聚合物器件也可以有較好的性能，同時盡量減少制作成本，聚合物器件往往采用較簡單結構。典型結構只有前玻璃基板、ITO透明顯示電極（陽極）、空穴傳輸層、發(fā)光層、金屬電極（陰極）。當電極上加上適當?shù)碾妷簳r，發(fā)光層就產(chǎn)生光輻射。輻射光可從ITO基板一側(cè)觀察到，金屬電極同時起反射層的作用。在實現(xiàn)彩色顯示方面，有機電致發(fā)光顯示與無機電致發(fā)光顯示類似，可以采用三基色光的空間混合，或?qū)捵V“白色”光通過三基色濾色器、或藍光轉(zhuǎn)換法。通過材料設計，有機電致發(fā)光材料的發(fā)光可以覆蓋整個可見光區(qū)。對于具體器件，還可以通過利用能量傳遞的機理，在有機基質(zhì)材料中摻雜熒光或磷光染料來獲得高效率、長壽命和所希望的發(fā)光顏色的器件。三基色紅、藍、綠獨立發(fā)光是目前采用最多的彩色模式，技術重點在于提高發(fā)光材料光色純度與效率，小分子器件所面臨最大的瓶頸在于紅色材料純度、效率與壽命等，而聚合物器件在藍光材料方面的效率和壽命都有待提高；白光濾色和藍光轉(zhuǎn)換法在光效率方面，相對于紅、藍、綠三色獨立發(fā)光要差。在外加電場的作用下，電子和空穴分別從陰極和陽極向夾在電極之間的有機薄膜層注入。激子在有機固體薄膜中不斷地作自由擴散運動，并以輻射或無輻射的方式失活。當激子由激發(fā)態(tài)以輻射躍遷的方式回到基態(tài)，就可以觀察到電致發(fā)光現(xiàn)象，發(fā)射光的顏色由激發(fā)態(tài)到基態(tài)的能級差所決定。能量的能級示意圖如圖1-2所示。激發(fā)態(tài)的能量可以通過以下的幾種方式釋放：（1）通過振動弛豫、熱效應等耗散途徑使體系能量衰減；（2）通過非輻射躍遷耗散能量，比如內(nèi)部轉(zhuǎn)換、系間串擾等形式，如S1->T1。（3）通過輻射躍遷的熒光發(fā)光（S1->S0，S2->S0）和磷光發(fā)光（T1->S0）。對于聚合物電致發(fā)光過程則解釋為：在電場的作用下，將空穴和電子分別注入到共軛高分子的最高占有軌道和最低空軌道，于是就會產(chǎn)生正、負極子，極子在聚合物鏈段上轉(zhuǎn)移，最后復合形成單重態(tài)激子，單重態(tài)激子輻射躍遷而發(fā)光。與液晶顯示一樣，有機電致發(fā)光顯示的驅(qū)動方式有無源驅(qū)動和有源驅(qū)動兩大類。無源驅(qū)動方式為多路動態(tài)驅(qū)動，亮度受掃描電極數(shù)的限制。有源矩陣的驅(qū)動方式屬于靜態(tài)驅(qū)動方式，有源矩陣OLED具有存儲效應，應進行100%負載驅(qū)動，不受掃描電極數(shù)的限制，從而實現(xiàn)大容量顯示。OLED/PLED有源驅(qū)動是在器件基板上制作TFT陣列。無源驅(qū)動矩陣的像素由陰極和陽極單純基板構成，陽極和陰極的交叉部分可以發(fā)光，驅(qū)動用IC需要由TCP或COG等連接方式進行外裝。有源驅(qū)動的每個像素配備具有開關功能的TFT，而且每個像素配備一個電荷存儲電容，外圍驅(qū)動電路和顯示陣列整個系統(tǒng)集成在同一基板上。需要指出的是與LCD相同的TFT結構，無法用于OLED，這是因為LCD采用電壓驅(qū)動，而OLED卻依賴電流驅(qū)動，其亮度與電流量成正比，因此除了進行像素控制之外，還需要能讓足夠電流同的導通阻抗較低的TFT。OLED屬于電流驅(qū)動，要求較大的載流子遷移率，因此遷移率較低的非晶硅TFT應用于OLED難度較大。單晶硅TFT雖然載流子遷移率高，但制備大面積單晶硅TFT目前還有許多困難，單晶硅TFT一般應用在硅基OLED微顯示上。多晶硅TFT根據(jù)制備溫度的不同，又可分為低溫多晶硅TFT和高溫多晶硅TFT。低溫多晶硅TFT具有較高的遷移率，在較低溫度下制備，因此它易于把外圍驅(qū)動電路和顯示陣列整個系統(tǒng)集成在同一玻璃基板上，比較適合在大型玻璃基板上制作TFT-OLED。通常OLED器件發(fā)光層的光從驅(qū)動該面板的TFT基板上的開口部射出，由于開口率的問題，有部分光被當?shù)袅?。為了提高器件的亮度，可將器件設計成讓光從蓋板方向射出，則能提高光的射出效率。TFT-OLED具有一些獨特的優(yōu)勢，主要是可以實現(xiàn)高亮度和高分辨力、低功耗，易于實現(xiàn)彩色化，易于提高器件的集成度和小型化，易于實現(xiàn)大面積顯示。但是工藝復雜、設備投資大，因此成本比較高。目前，對于大尺寸的TFT-OLED，已經(jīng)有了很大的發(fā)展，1英寸的TFT-OLED已經(jīng)可以批量生產(chǎn)，韓國三星公司展出了40英寸HDTV的樣機，為今后大尺寸OLED電視的發(fā)展鋪平了道路。有機小分子器件所用的材料主要包括空穴傳輸層材料、電子傳輸層材料、發(fā)光層材料以及電極材料等。由于在器件中的功能不同，對這些材料的物理化學性能有不同的要求?？昭▊鬏攲硬牧希褐饕欠枷惆奉?、吡唑咻類和咔唑類化合物。具有良好的空穴傳輸特性；具有較低的離化勢，易于由陽極注入空穴；其激發(fā)能量高于發(fā)光層；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。電子傳輸層材料：具有良好的電子傳輸特性；具有較低的電子親和勢，易于由陰極注入電子；其激發(fā)能量高于發(fā)光層；成膜性和化學穩(wěn)定性良好。發(fā)光層材料：要具有高效率的固態(tài)熒光，無明顯的濃度淬滅現(xiàn)象；具有良好的化學穩(wěn)定性好熱穩(wěn)定性，不與電極和載流子傳輸材料發(fā)生反應；材料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；具有良好的電導特性及一定的載流子傳輸能力。小分子發(fā)光材料有8-羥基喹啉鋁（Alq3）等。電極材料：陰極主要采用以下幾種形式，單層低功函數(shù)金屬，如Mg、Ga、Li、Ag、Al、In等，其中最常用的是Al，原因是其穩(wěn)定性和價格是首要的考慮因素；合金陰極，由于低功函數(shù)的金屬化學性質(zhì)活潑，容易氧化，常和穩(wěn)定的金屬一起共蒸形成合金，如Mg：Ag、Li：Al等；層狀陰極，由一層絕緣材料和外面一層較厚的金屬Al組成，如LiF/Al雙層陰極，其電子注入效率和發(fā)光效率都有較大的提高。陽極絕大多數(shù)采用ITO玻璃，在可見光區(qū)有高透射率，高的紅外反射率和良好的導電性能。OLED顯示屏的制備工藝，除TFT陣列之外，主要涉及薄膜工藝和表面處理技術。制備過程中的關鍵技術包括ITO基片的預處理、有機小分子功能薄膜的制備和預封裝技術等。ITO玻璃的選擇、陽極界面漏電流和器件串擾等現(xiàn)象與ITO薄膜的質(zhì)量密切相關，直接影響器件的壽命和穩(wěn)定性，必須嚴格控制ITO薄膜的質(zhì)量。其中有ITO薄膜的平整度、結晶性、擇優(yōu)取向特性、晶粒大小、晶界特性、表層碳和氧含量以及能級大小等。對ITO薄膜進行預處理是為了改變ITO的表面狀態(tài)，使得ITO的表面能級與空穴傳輸層的能級相匹配?，F(xiàn)在常用的ITO表面處理方法有紫外線—臭氧處理和等離子體處理兩種。有機功能薄膜的制備通常采用真空蒸鍍沉積成膜，在真空中加熱蒸發(fā)容器中待形成薄膜的原材料，使其原子或分子從表面逸出形成蒸汽流，淀積到襯底或基片的表面，凝結形成固態(tài)薄膜。在工藝過程中，材料的穩(wěn)定性非常關鍵。在OLED制備過程中的另一個關鍵技術就是封裝。一般采用多層膜預封裝，例如，用SiOMgF2和InO3膜等對器件進行預封裝，然后再用環(huán)氧樹脂和平板玻璃進行最終封裝。預封裝的目的是保護有機材料和金屬電極不受水、氧的破壞，并使?jié)B入封裝內(nèi)部的水、氧被再次隔離，延長器件壽命和提高穩(wěn)定性。封裝干燥劑，使?jié)B入封裝內(nèi)部的水、氧和干燥劑反應吸收，一般在封裝玻璃上蒸鍍CaO和BaO干燥劑薄膜或者在封裝玻璃上粘貼CaO和BaO干燥劑，對提高器件的壽命和穩(wěn)定性是非常有效的。封裝膠、紫外封裝能量和溫度以及加溫時間直接影響器件的壽命和穩(wěn)定性；氮氣、氬氣等不同封裝氣氛對器件的壽命和穩(wěn)定性也有較大的影響，必須加以優(yōu)化。高分子有機電致發(fā)光顯示的聚合物材料一般要滿足：在可見光區(qū)具有較高的熒光量子效率；具有良好的成膜性；具有良好的載流子傳輸特性；具有良好的熱和化學穩(wěn)定性。聚合物材料具有制備簡單、成本低的特點，而且通過調(diào)節(jié)聚合物的分子鏈結構可以改善有機功能薄膜的性質(zhì)，但是其純度不易提高，在壽命、發(fā)光效率等顯示性能方面仍有待改善。PLED有機功能薄膜的制備采用濕法工藝，常常采用旋轉(zhuǎn)涂覆和噴墨打印技術。旋轉(zhuǎn)涂覆的優(yōu)點是能實現(xiàn)大面積均勻成膜，缺點是無法控制成膜區(qū)域，因此只能制備單色器件，另外旋涂對聚合物容易的利用率也很低。采用噴墨打印技術，不僅可以制備彩色器件，也可以制作圖形與文字，適合制作大面積顯示屏。適合塑料與玻璃軟硬兩種基板，以及無需去除邊緣膜層，可直接進行封裝與電路連接等。表1-3是旋轉(zhuǎn)涂覆與噴墨打印技術的比較。噴墨打印技術被認為是最適于制備大面積PLED顯示面板的技術。噴墨打印工藝技術需要整合噴墨精密定位機構、聚合物墨點材料及工藝控制等方面，其技術門坎相對較高。一般的發(fā)光高分子材料并不適用于噴墨工藝，需再針對噴墨工藝做調(diào)整，如分子量、使用溶劑、濃度與黏度等。在PLED器件工藝中，大面積的連續(xù)膜層采用旋轉(zhuǎn)涂覆法或其他工藝制作，以減少針孔等缺陷的影響，提高制備的良品率。OLED/PLED為全固態(tài)器件，具有不怕震動、重量輕、分辨力高、視角寬、工作溫度范圍寬等特點，將在軍事裝備領域得到廣泛應用。隨著技術的不斷成熟，OLED/PLED首先在小尺寸領域向LCD展開競爭，然后逐步向中尺寸和大尺寸屏幕發(fā)展，爭奪具有巨大市場空間的HDTV顯示終端。同時利用自身的特點開拓新的應用領域，其中柔性顯示屏具有潛在的應用空間。對于柔軟屏器件而言，基片是影響其效率和壽命的主要因素。柔軟屏采用的塑料基片與玻璃基片相比，有以下缺點：平整性差，容易引起器件損壞；塑料基片的水、氧透過率遠遠高于玻璃基片，造成器件迅速老化；塑料基片的軟化點較低，限制了高溫工藝的實施。為此，人們對塑料基片進行了改進，改善塑料基片的表面平整度，增加其水，氧阻隔性能，聚合物交替多層膜技術被認為是改善塑料基片性能行之有效的一項技術。此外要實現(xiàn)在低溫下制備高電導率的透明導電膜和低溫制作TFT技術等。OLED/PLED作為全固體的顯示器件，最大優(yōu)越性之一在于能夠?qū)崿F(xiàn)柔軟屏，例如，在金屬箔、塑料基片等柔性基板上，制成電子報刊、墻紙電視、可穿戴的顯示其等產(chǎn)品?！氨銛y式柔性通信顯示設備”可佩戴在士兵的手腕上，可以與附近的計算機進行無線通信，從而使士兵能夠?qū)崟r看到關鍵的視頻及圖表信息，提高戰(zhàn)斗力。典型的OLED器件都采用透明導電的ITO作陽極，不透明的金屬層作陰極。而OLED中采用的發(fā)光材料在可見光區(qū)都有很高的透射率，因此只要采用透明的陰極就可以實現(xiàn)透明的OLED器件。透明OLED還可以用在鏡片、車窗上以及機載、車載座艙等地方，平時不加電時透明，在通電時提供所需要的信息，而不影響前方視野。有機電致發(fā)光材料是一種具有廣泛應用前景的新型材料，其研究進展對于推動材料科學、化學、物理等領域的發(fā)展具有重要意義。本文將從有機電致發(fā)光材料的發(fā)光原理、分類、應用和最新研究進展等方面進行介紹。有機電致發(fā)光材料的發(fā)光原理是通過在電場作用下，電子和空穴的復合產(chǎn)生輻射來完成的。電子和空穴的復合過程包括單線態(tài)和三線態(tài)兩種類型，其中單線態(tài)是指電子和空穴之間只有一次復合，而三線態(tài)是指電子和空穴之間發(fā)生兩次復合。由于三線態(tài)的能量高于單線態(tài)，因此三線態(tài)復合產(chǎn)生的輻射能量也較高，發(fā)光顏色也更鮮艷。有機電致發(fā)光材料可以根據(jù)其分子結構和發(fā)光原理的不同分為多種類型。最常見的是共軛聚合物和有