功能高分子材料--OLED与PLED教材

1、LED报告人：唐建v发光二极管(LightEmittingDiode,LED)，是一种半导体组件。初时多用作为指示灯、显示发光二极管板等；随着白光LED的出现，也被用作照明。vLED 被称为第四代照明光源或绿色光源，具有节能、环保、寿命长、体积小等特点，广泛应用于各种指示、显示、装饰、背光源、普通照明和城市夜景等领域。根据使用功能的不同，可以将其划分为信息显示、信号灯、车用灯具、液晶屏背光源、通用照明五大类。OLEDvOLED，有机发光二极管，它具有自发光、结构简单、超轻薄、响应速度快、宽视角、低功耗及可实现柔性显示等特性，被誉为“梦幻显示器”，OLED显示技术与传统的LCD显示方式不同，无需

2、背光灯，采用非常薄的有机材料涂层和玻璃基板，当有电流通过时，这些有机材料就会发光。v以OLED使用的有机发光材料来看，一是以染料及颜料为材料的小分子器件系统，另一则以共轭性高分子为材料的高分子器件系统。同时由于有机电致发光器件具有发光二极管整流与发光的特性，因此小分子有机电致发光器件亦被称为OLED，高分子有机电致发光器件则被称为PLED 。小分子及高分子OLED在材料特性上可说是各有千秋，但以现有技术发展来看，如作为监视器的信赖性上，及电气特性、生产安定性上来看，小分子OLED现在是处于领先地位，当前投入量产的OLED组件，全是使用小分子有机发光材料。发光原理vOLED的基本结构是由一层薄而

3、透明具半导体特性的铟锡氧化物，与正极相连，再加上另一个金属阴极，包成如三明治的结构。整个结构层中包括了：空穴传输层(HTL)、发光层(EL)与电子传输层(ETL)。当电力供应至适当电压时，正极空穴与阴极电荷就会在发光层中结合，产生光亮，依其配方不同产生红、绿和蓝RGB三原色，构成基本色彩。OLED的特性是自己发光，不像LCD需要背光，因此可视度和亮度均高，其次是电压需求低且省电效率高，加上反应快、重量轻、厚度薄，构造简单，成本低等，被视为 21世纪最具前途的产品之一。结构优缺点v 1、厚度可以小于1毫米，仅为LCD屏幕的1/3，并且重量也更轻；v 2、固态机构，没有液体物质，因此抗震性能更好，

4、不怕摔；v 3、几乎没有可视角度的问题，即使在很大的视角下观看，画面仍然不失真；v 4、响应时间是LCD的千分之一，显示运动画面绝对不会有拖影的现象；v 5、低温特性好，在零下40度时仍能正常显示，而LCD则无法做到；v 6、制造工艺简单，成本更低；v 7、发光效率更高，能耗比LCD要低；v 8、能够在不同材质的基板上制造，可以做成能弯曲的柔软显示器。1、寿命通常只有5000小时，要低于LCD至少1万小时的寿命；2、不能实现大尺寸屏幕的量产，因此目前只适用于便携类的数码类产品；3、存在色彩纯度不够的问题，不容易显示出鲜艳、浓郁的色彩。PLEDvPLED是第二种有机发光材料为高分子聚合物，也称为

5、高分子发光二极管(PLED)，由英国剑桥大学的杰里米伯勒德及其同事首先发现。聚合物大多由小的有机分子以链状方式结合在一起，以旋涂法形成高分子有机发光二极管。旋转涂布工艺的原理v在旋转的圆盘上（通常为每分钟1200转至1500转）滴上数滴液体，液体会因为旋转形成的离心力而呈薄膜状分布。在这种状态下，液体凝固后便可在膜体上形成晶体管等组件。膜体的厚度可通过调节液体粘度及旋转时间来调整。旋涂之后，要采取烘干的步骤来除去溶剂。就工艺而言，旋涂法比热蒸镀法要经济。最初PLEDv 是由一种称之为次苯基二价乙烯基（PPV）单层活性聚合物，夹于氧化铟锡和钙之间形成。铟锡氧化物为载流子注入层，而钙为电子传递层。

6、现在的PLED又增添了一层聚合物载流子注入层。PPV聚合物产生黄光，具有效率高寿命长的特点。这种PLED应用于计算机显示器，其寿命可长达10000小时，相当于正常使用10年。其他的聚合物及复合聚合物也在开发之中，如陶氏化学公司研究开发了一种聚氟高分子。全彩色PLED也在开发中，主要是通过改变复合聚合物片段的长度来实现显示功能，令人遗憾的是，与PPV相比，各种全彩色有机聚合物的寿命不长，而蓝光聚合物始终不尽人意。v 本技术原理是利用人工合成的高分子为发光材料，加以上下层导电膜驱动而成发光组件；其特色是具有自发光、高亮度、广视角、低耗能、厚度超薄等优点，是极有潜力发展成为低价且多用途的携带式显示器

7、技术。常用的高分子发光材料v聚对苯乙烯v聚噻吩v聚芴v其他共轭导电高分子材料v高分子稀土配合物加工方法v 旋转涂布v 旋转涂布是其他高分子材料成膜的常用方法，最为简单便捷的，成膜的质量也比较好，在高分子发光材料发展早期，就借鉴此方法：高分子发光材料溶解在溶剂中，然后旋转涂布成膜，然后再通过真空蒸发的手段除去溶剂；或把前聚体溶解在溶剂中，通过旋转涂布成膜，然后在一定温度下反应，并除去溶剂及小分子副产物。旋转涂布法适用制备结构较为简单的单层、单色的发光器件。但在制备双层、多层发光器件时，高分子溶液中含有的溶剂会对前一层膜产生不良的影响。在制备面积较大的膜时，旋转涂布法会产生气泡、穿孔等缺陷，而且材

8、料浪费较严重。而对于全彩显示的发光器件，因为结构较为复杂，旋转涂布法成膜也不易实现。v 印刷技术v 目前可应用于PLED发光器件的印刷技术有凹版印刷、丝网印刷等。通过印刷技术，把相应高分子发光材料印在衬底上形成三原色发光像素，制备PLED全彩显示的发光器件。凹版印刷技术可以连续操作，可以实现产业化，还可以制造柔性显示屏。v 但由于用于印刷的母版的清洗较为困难，容易在衬底上产生交差的污染，所以可能降低制得的器件的发光性能。v喷墨打印v在制备P L E D的印刷技术发展的同时，喷墨打印技术也得到了发展，取得了更为好的效果，并迅速被广泛接受。喷墨打印技术把空穴传输，及可发红、绿、蓝三色高分子材料当“墨