有机电致发光

1、OLED发展历程2、OLED的分类3、小分子OLED的结构、原理与材料4、OLED的发展现状及应用和前景有机电致发光1936年，Destriau将有机荧光化合物分散在聚合物中制成薄膜，得到最早的电致发光器件。20

世纪50年代，人们就开始用有机材料制作电致发光器件的探索，A.

Bernanose等人在蒽单晶片的两侧加上400V的直流电压观测到发光现象，单晶厚10mm～20mm，所以驱动电压较高。1963年，M.

Pope等人也获得了蒽单晶的电致发光。70年代，宾夕法尼亚大学的Heeger探索了合成金属。1987年，Kodak公司的邓青云首次研制出具有实用价值的低驱动电压（<10V，>1000cd/m2）OLED器件（Alq作为发光层）。1990年，Burroughes及其合作者研究成功第一个高分子EL（PLED）(PPV作为发光层)，更为有机电致发光显示器件实用化进一步奠定了基础。1、OLED发展历程1997年，单色有机电致发光显示器件首先在日本产品化，1999年，日本先锋公司率先推出了为汽车音视通信设备而设计的多彩有机电致发光显示器面板，并开始量产，同年9月，使用了先锋公司多色有机电致发光显示器件的摩托罗拉手机大批量上市。近年来，OEL的突破性进展，并引起产业界的高度重视，在世界范围内，已有90多家公司在开发OEL，而且每个月都有新公司加入。国内公司有：京东方科技集团股份有限公司、维信诺公司（南风化工集团股份有限公司是清华大学企业集团、清华创业投资公司、咸阳彩虹集团等在北京注册成立维信诺科技有限公司）、清华大学与彩虹集团合作已在建立1条小试实验线、廊坊市锡丰化工有限公司、上海大学、吉林大学与有关公司合作开发的谈判也在积极进行之中等。这一切都表明，OLED技术正在逐步实用化，显示技术又将面临新的革命。一是以有机染料和颜料等为发光材料的小分子基OLED，典型的小分子发光材料为Alq3（3-羟基喹啉铝）；另一种是以共轭高分子为发光材料的高分子基OLED，简称为PLED，典型的高分子发光材料为PPV。2、OLED分类

2、OLED的分类3.1小分子OLED的结构3、1小分子OLED的结构RGB和白色EL器件的结构为：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能带理论模型：相对晶体固体的能带模型来说：价带顶HOMO（分子最高占据分子轨道）导带底LUMO（分子最低未占据轨道）带隙Eg是HOMO与LUMO之间的宽度，离化能Ip是真空能级与HOMO之间的能量差,电子亲和势Ea是真空能级与LUMO之间的能量差3、2发光原理发光机理载流子的注入：电子和空穴分别从阴极和阳极注入夹在电极间的有机功能薄膜层；载流子的迁移：载流子分别从电子传输层和空穴传输层向发光层迁移；激子的形成和扩散：电子和空穴在发光层中相遇，形成激子，激子复合并将能量传递给发光材料，使其从基态能级跃迁为激发态；发光：激发态能量通过辐射驰豫过程产生光子，释放出光能。阳极HTLEMLETL阴极LUMOHOMO

三层结构的OLED的能带图

当器件加正向偏压时,电子和空穴分别从阴极和阳极注入到有机材料中,外场的作用使它们迁移至发光层电子和空穴在发光层相遇后,由于库仑作用形成暂态激子,处于不稳定态.其中大部分发生复合,电子落入空穴,释放出能量发光材料原子的最外层电子吸收这些能量后将处于激发态,

电子处于激发态是不稳定状态，将返回基态。HTLETLEML阴极阳极Name:电子AndIam:空穴激发态→基态的能量传递途径

电子处于激发态是不稳定状态，返回基态时，通过辐射跃迁(发光)和无辐射跃迁等方式失去能量；传递途径辐射跃迁荧光延迟荧光磷光内转移外转移系间跨越振动弛预无辐射跃迁

激发态停留时间短、返回速度快的途径，发生的几率大，发光强度相对大；

辐射跃迁（发光）可分为：荧光、磷光、延迟荧光。荧光：第一激发单重态的最低振动能级→基态；寿命：10-7～10-9

s。磷光：第一激发三重态的最低振动能级→基态；寿命：10-4～10s。延迟荧光（delayedfluorescence)也被称为缓发荧光：它来源于从第一激发三重态（T1）重新生成的S1态的辐射跃迁。其寿命与该物质的分子磷光相当。S2S1S0T1吸收发射荧光发射磷光系间跨越内转换振动弛豫能量l2l1l

3

外转换l

2T2内转换振动弛豫（1）、空穴传输材料传输空穴的空穴传输材料应该具备以下条件：具有良好的空穴传输特性；具有较低的Ip（离化势），易于由阳极注入空穴；激发能量高于发光层的激发能量；不能与发光层形成激基复合物；具有良好的成膜性和较高的玻璃化温度，热稳定性好，可以用真空蒸发法形成致密的薄膜，不易结晶。空穴传输材料主要是芳香胺类。目前最常用的小分子空穴传输材料TPD和α-NPB3、小分子OLED材料NNNPDαNCH3NNNCHCH3MTDATA3NNMeOCH3CH3CH3吡唑啉类化合物

（2）、电子传输材料传输电子的电子传输材料应满足以下要求：（1）具有良好的电子传输特性；（2）具有较低的Ea（电子亲和势），易于由阴极注入电子；（3）激发能量高于发光层的激发能量；（4）不能与发光层形成激基复合物；（5）成膜性和化学稳定性良好，不易结晶。目前最常使用的电子传输材料是OXD-7和许多有机金属螯合物如Alq3

噁二唑衍生物苯乙烯类衍生物香豆素化合物三唑化合物（3）发光材料分类：用于OELD的发光材料首先要满足以下五点要求：具有高效率的固态荧光，无明显的浓度淬灭现象具有良好的化学稳定性和热稳定性，不与电极和载流子传输材料发生反应；易形成致密的非晶态薄膜且不易结晶；具有适当的发光波长；具有一定的载流子传输能力。按材料的分子结构特性分类：A、有机小分子荧光染料El材料ONSO香豆素衍生物NCH3NCH3OOOOPerylene苝二酸酐衍生物另外一些有机小分子荧光染料NHNHoOQuinacridoneRubrene稠环芳烃类衍生物配体微扰金属离子发光的配合物发光材料A、金属离子微扰配体发光的配合物发光材料具有优良的载流子传输特性和成膜性能，是目前最常用的OEL材料。NNNNZnZnPc甲亚胺类络合物卟啉锌络合物B、配体微扰金属离子发光的配合物发光材料一般是稀土金属螯合物。（4）、缓冲层材料为了增强金属及其氧化物电极与有机材料的附着强度引入的。阳极处：CuPc阴极处：LiF或MgF2（5）、电极材料为了有效注入载流子，对电极材料要求：阳极逸出功尽可能大（提供空穴，一般采用ITO)；阴极逸出功尽可能小（提供电子）化学稳定性好阳极：ITO、高功函数金属、导电聚合物阴极：MgAg、LiAl、LiF/Al1、发展现状美国的Kodak,Uniax,Dupond,IBM,Dow化学公司；日本的Pioneer,Sanyo,seiko-epson,Iemitsn,Koson；荷兰的Philips；德国的Hoechst等许多大公司参与了研发亮度、寿命、效率都有了全面的提高器件的结构变化多红、绿、蓝全色发光4、OLED的发展现状及应用前景2、存在的问题OLED的发光机制的一些细节问题，如载流子的注入及传输过程仍未彻底弄清楚器件的效率有了大幅度的提高，绝对值较低器件的寿命距实际应用还有一定差距红色和蓝色器件的效率还较低，且各基色尤其红色的色纯度还不高柔性器件的封装始终未能解决3、应用前景与展望从取得突破性进展到现在，仅仅十几年时间，