有机电致发光综述
本文对有机电致发光显示器件的发展历史，器件结构、工作特征、获得彩色显示的方法以及所具有的优缺点、发展现状和趋势等都做了简要的概括。详细比较了小分子OLED与聚合物PLED、OLED与LCD性质上的比较，对OLED显示的发光机理进行了详细的综述。此外，对获得彩色显示的无源驱动电路和有源驱动电路的结构进行了总结，认为有源驱动将是最终发展趋势。最后总结了国内外OLED技术的发展状况。
关键词：小分子有机电致发光有机聚合物电致发光无源驱动有源驱动
(作者：姚华文，上海华嘉光电技术有限公司，上海市嘉定区招贤路928号，201821)
有机电致发光显示（organic electroluminesence Display）技术被誉为具有梦幻般显示特征的平面显示技术，因其发光机理与发光二极管（LED）相似，所以又称之为OLED（organic light emitting diode）。2000年以来，OLED受到了业界的极大关注，开始步入产业化阶段。
1．发展历史
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[1]。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）[2]。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。1997年单色有机电致发光显示器件首先在日本产品化，1999年月，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[3]。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[4]。
2．器件分类
按照组件所使用的载流子传输层和发光层有机薄膜材料的不同，OLED可区分为两种不同的技术类型。
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Alq（8-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（聚苯撑乙烯及其衍生物[5]。
3．基本结构和发光机理
OLED是基于有机材料的一种电流型半导体发光器件。其典型结构是在ITO玻璃上制作一层几十纳米厚的有机发光材料作发光层，发光层上方有一层低功函数的金属电极。当电极上
加有电压时，发光层就产生光辐射。和无机薄膜电致发光器件（TFEL）不同，有机材料的电致发光属于注入式的复合发光，其发光机理是由正极和负极产生的空穴和电子在发光材料中复合成激子,激子的能量转移到发光分子,使发光分子中的电子被激发到激发态,而激发态是一个不稳定的状态，去激过程产生可见光。为增强电子和空穴的注入和传输能力，通常又在ITO和发光层间增加一层有机空穴传输材料或/和在发光层与金属电极之间增加一层电子传输层，以提高发光效率。发光过程的Jablonski能级图如图1所示：
其能量可以通过以下的几种方式释放：1通过振动驰豫、热效应等耗散途径使体系能量衰减；2通过非辐射的跃迁,耗散能量，比如内部转换、系间窜跃等形式，如S1→T1；3通过辐射跃迁的荧光发光(S1→S0，S2→S0)和磷光发光(T1→S0)。在能量释放时，这些不同形式的能量耗散过程是一个相互竞争的过程。由于在常温下，有机分子的磷光非常弱，所以只有其中空穴和电子复合成单重态激子的部分才能通过辐射跃迁发射荧光，从而成为有效的有机电致发光。其中本身能发生辐射跃迁发光的那部分只是所吸收的总体能量中很小的一部分，即总体吸收的能量中能够转化为电致发光部分的能量很少。而且，在器件的制备过程中，材料的缺陷、电极的纯度以及不同材料界面对发光强度和整体性能都有很大的影响。
有机小分子电致发光的原理是：从阴极注入电子,从阳极注入空穴,被注入的电子和空穴在有机层内传输。第一层的作用是传输空穴和阻挡电子,使得没有与空穴复合的电子不能进入正电极,第二层是电致发光层,被注入的电子和空穴在有机层内传输,并在发光层内复合,从而激发发光层分子产生单重态激子,单重态激子辐射跃迁而发光。对于聚合物电致发光过程则解释为:在电场的作用下,将空穴和电子分别注入到共轭高分子的最高占有轨道(HOMO)和最低空轨道(LUMO),于是就会产生正、负极子,极子在聚合物链段上转移,最后复合形成单重态激子,单重态激子辐射跃迁而发光。
也有人认为,电致发光机理属于注入式发光,在正向偏压的作用下,ITO电极向电荷传输层注入空穴,在电场的作用下向传输层界面移动,而由铝电极注入的电子也由电子传输层向界面移动,由于势垒的作用,电子不易进入电荷传输层,而在界面附近的发光层(Alq)一侧积累。由于激子产生的几率与电子和空穴浓度的乘积成正比,在空穴进入Alq层后与电子界面处结合而产生激子的几率很大,因而几乎所有的激子都是在界面处与Alq层一侧很狭窄的区域(约36nm)内产生。因而发光不仅仅是在Alq层,而且主要在电子/空穴传输层的界面[6]。
小型单色有机电致发光器件基本上都是三层结构。全色OLED显示器为多层结构，一般超过三层。
4．OLED工作过程及材料
（1）注入层
理想阴极是以低功函数金属作为注入层，以具有较高功函数的稳定金属（Mg/Ag,Li/Al）作为钝化层。
阳极是由透明或半透明导体制成的。ITO玻璃表面电阻很容易在80W/?以下。理想的OLED 需要表面粗糙度小的高质量玻璃基片。
（2）输运层
有机电致发光薄膜器件的特点是均有电子传输层与空穴传输层,而发光层却不一定单独存在,可以是电子或空穴传输层既为传输层又为发光层。一般情况下这些薄膜器件都表现出单向极化特性,以便使空穴于电子的复合在发光层中进行,因此在ITO侧加正向电压为阳极,金属电极为阴极。从器件的电场能带图上看,要使器件具有更好的电光性能,则各薄膜之间的能带匹配是十分重要的。如金属电极薄膜就应该尽可能低的功函数,以便电子更易注入电子传输层,一般为金属镁,银合金薄膜或铝电极薄膜;从电子与空穴传输的角度,如果有机空穴传输(HTL)薄膜的LUMO(分子最低空轨道)比电子传输(ETL)薄膜分子的LUMO高很多,将阻碍电子注入HTL,同样如果ETL的HOMO(分子最高占据轨道)比HTL的低很多,也将限制空穴进入ETL。有机电致发光由于是一种注入式发光,因此在器件的薄膜设计上除了考虑电子空穴传输特性之外,还要考虑ETL与HTL之间的能带之间的匹配,特别是当发光层在HTL侧或ETL 侧时,应充分考虑两层薄膜能级上差异,以尽可能地将电子空穴的复合区放在发光媒介区,以获得最大的发光效率。
电子输运材料（ETM）：荧光染料化合物。必须热稳定和表面稳定，有机金属络合物具有足够的热稳定性。为了保证有效的电子注入，ETM的LUMO能级（分子最低空轨道）应与阴极的功函数相匹配。Alq被广泛用于绿光EL，Balq和DPVBi则被广泛应用于蓝光EL。
空穴输运材料（HTM）属于一类芳香胺化合物。必须热稳定性要好。绝大多数HTM用的是TPD（Tg＝60°C），最稳定的器件采用NPB（Tg＝100°C）。
（3）发光层
由在荧光基质材料中掺杂百分之几的荧光掺杂剂来制备。基质材料通常与ETM或HTM采用的材料相同，荧光掺杂剂是热和光化学稳定的激光染料。荧光染料必须具有较高的量子效率和足够的热稳定性，升华而不会分解。
芘作为蓝光发射层的掺杂剂[7]；MQA作为绿光发射层的掺杂剂；红荧烯为黄光发射层的掺杂剂；DCM为橙红色光发射层的掺杂剂。
5．彩色显示板的方法
获得全色OLED显示器的方法有三种：
(1)发光层加滤色片。这是获得全色显示最简单的方法，它是在研发LCD和CCD时形成的一种成熟的滤色片技术。
(2)采用红绿蓝三种EL发光材料，因此发光层为三层结构。
(3)采用蓝色EL发光材料，及光致发光的颜色转换材料获得全色显示。除蓝色外，再由蓝色光通过激发光致发光材料分别获得绿色和红色光。这种方法的优点是效率高，可不再使用滤色片。滤色片效率低，大致要浪费三分之二的发射光。
6. 无源矩阵驱动方式
平板显示的驱动电路与LCD一样，可分为无源和有源驱动两类,即直接寻址和薄膜晶体管(TFT)矩阵寻址两类。前者使用普通的矩阵交叉屏,在ITO电极Xi加上正电压,金属电极Yj 加上负电压,则在其交叉点像元(Xi，Yj)上即能得到发光(如图所示的一个交叉像元);后者要求每一个发光单元都由TFT寻址独立控制,工艺非常复杂。无源矩阵驱动的扫描原理如图5所示。其基本过程是,对某一行需要发光像元的相应列都加上正电压,不需要发光像元的相应列都接地,当该行电极接地时则该行需要发光的像元都能发光而其他的像元都不发光。如此逐行扫描,就可得到所需显示的图像。
7. 有源矩阵驱动方式
OLED固然在轻薄、省电和文字辨识上有利，但在高分辨率上有相当程度的困难，若无法及时解决，将丧失在移动电话手机逐鹿的最佳机会。
TFT驱动技术在彩色有机电致发光显示器件的改进应用（与LCD中的TFT驱动不同的是其双晶体管的形式），将克服简单阵列驱动的局限，使得彩色有机电致发光显示的分辨率和显示屏尺寸都将会有很大的提高，为彩色有机电致发光显示器件向高清晰度、大尺寸化方向发展奠定了基础。
而LTPS所提供的TFT主动矩阵驱动以及驱动电路和TFT可同时整合制造，恰可维持轻薄化优势情形下并解决上述分辨率的问题。LTPS俨然变成横跨小尺寸LCD和OLED的共同必要技术，可以使2.5寸的面板具备200ppi的高分辨率。所以OLED的发展需要低温多晶硅强化其驱动电路[8]。图6为几种有源矩阵驱动方式的TFT结构图。
从长远的观点来看，主动式OLED为未来的主流。随着LTPS技术的日趋成熟，主动式OLED 也将逐渐成熟。
8．OLED的技术优势
与液晶显示相比，这种全新的显示技术具有更薄更轻、主动发光、广视角、高清晰、响应快速、低能耗、低温、抗震性能优异、潜在的低制造成本、柔性和环保设计等等。可以说OLED 具备了信息显示和器件制造所要求的几乎所有优异特征，被业界公认为是最理想和最具发展前景的下一代显示技术。尤其是其具备柔性设计的神奇特征，使得令人神往的可折叠电视、电脑的制造成为可能[9]。采用这种显示技术的单色有源矩阵分辨率达到XGA（1280×1024），
而彩色的有源矩阵电致发光显示器目前的分辨率为VGA水平。
9．存在问题及进展概况
目前OLED主要存在的问题包括如下几个方面：
(1) 寿命问题。影响寿命的主要原因有：有机物的化学老化；驱动时的发热使有机膜溶解；微缺陷导致的绝缘破坏；电极/有机膜或有机膜/有机膜界面老化；非晶态有机膜的不稳定导致的老化。如果引入低温多晶硅作为其驱动电路，则寿命将大大延长。
(2)色度问题。大部分的发光材料都存在着彩色纯度不够的问题，不容易显示鲜艳的色彩。尤其是红色的色度性能尤为不良。
(3)大尺寸问题。在器件尺寸变大后会出现较多的问题，如驱动形式问题；扫描方式下材料的寿命问题；显示屏发光均一化问题等。
自从1987年获得有价值的有机电致发光材料以来,各国科学家倾注了大量的心血,并且取得了长足的进步,各种性能优良的材料不断出现,发光强度和效率达到了使用水平,主要体现在红、蓝、绿三种颜色的发光材料均以开发,全色显示已经实现,其中最大发光效率达到了15lm/w,最大亮度已经超过100000cd/m2;目前,绿光、黄光、蓝光器件的发光寿命(半衰期)已分别超过8万小时、3万小时和8千小时;OLED图像显示器的最大尺寸已超过了14英寸;聚合物EL器件的研究也取得了突破性进展,其寿命已超过10000小时。另外,OLED器件的制作工艺,包括器件的显示驱动方式和电路,也得到不断改进和完善。国际上许多大公司正加大投入,向OLED实用性研究发起最后的冲刺。
有机电致发光的应用领域是多方面的,它包括彩色电视机、各种背光源、钟表、装饰品、移动电话、BP机、车载显示器、娱乐器材等,应该说人们一直企盼的挂壁式电视机甚至折叠式电视机正向我们招手。
国外，NEC和三星SDI已合并开发OLED；三洋、KODAK和日本真空技术已共同开发OLED；夏普和东北先锋半导体研究所已经用CGS－TFT技术制造OLED。三洋电机已经用白色有机材料和CF的方法试制成功14.1英寸彩色OLED面板。CDT公司正在与精工爱普生公司合作，以期获得其驱动会喷涂打印技术，以逐步解决全色彩产品开发问题。KODAK则集中精力开发有源矩阵及全彩色产品。
国内清华大学计划明年上半年小批量推出我国第一批OLED产品，直接应用到手机、仪表等领域，并有望在2004年推出大规模产品。上海大学会中国科学院上海有机化学有机研究所共同承担了国家“863”有机电致发光材料的研制项目，目前已取得良好的进展。
十、结论
目前国际上对OLED的开发相当热门，认为OLED将是目前TFT－LCD的有力竞争对手。但OLED自身还存在一些缺点，因此如何克服这些缺点是研究的焦点。另外将低温多晶硅技术与OLED结合起来的有源矩阵驱动有机电致发光显示技术是未来发展的方向，日本与
台湾厂家纷纷将非晶硅生产线改造成为多晶硅生产线与OLED配套并已经实现小尺寸显示面板的量产。为了能够与在OLED的产业化过程中占据一席之地，在研发OLED新型材料的同时，积极开发低温多晶硅技术是重中之重。
参考文献
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有机电致发光显示器件基本原理与进展 副标题:有机电致发光显示器件基本原理与进展 发表日期： 2006-2-14 21:33:35 作者：佚名点击数5224 摘要： 本文对有机电致发光显示器件的发展历史，器件结构、工作特征、获得彩色显示的方法以及所具有的优缺点、发展现状和趋势等都做了简要的概括。详细比较了小分子OLED与聚合物PLED、OLED与LCD性质上的比较，对OLED显示的发光机理进行了详细的综述。此外，对获得彩色显示的无源驱动电路和有源驱动电路的结构进行了总结，认为有源驱动将是最终发展趋势。最后总结了国内外OLED技术的发展状况。 关键词：小分子有机电致发光有机聚合物电致发光无源驱动有源驱动 (作者：姚华文，上海华嘉光电技术有限公司，上海市嘉定区招贤路928号，201821) 有机电致发光显示（organic electroluminesence Display）技术被誉为具有梦幻般显示特征的平面显示技术，因其发光机理与发光二极管（LED）相似，所以又称之为OLED（organic light emitting diode）。2000年以来，OLED受到了业界的极大关注，开始步入产业化阶段。 1．发展历史 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He eger探索了合成金属[1]。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）OL ED器件（Alq作为发光层）[2]。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。1997年单色有机电致发光显示器件首先在日本产品化，1999年月，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[3]。这一切都表明，OLED技术正在逐步实用化，显示
电致发光高分子材料及其应用进展 孙东亚*,1，何丽雯2 （1 厦门理工学院材料科学与工程学院福建厦门361024） （2华侨大学材料科学与工程学院福建厦门361021) 摘要：主要介绍了导电高分子的一个重要门类-电致发光（有机EL，也称作OLED）聚合物材料的发光机理、制备工艺及应用现状。结合有机OLED相比于传统显示材料及器件具有发光效率高、波长易调节、寿命长、机械加工性能好等优势，综述了OLED材料及器件在环保照明及平板显示领域取得进展和未来的发展方向。 关键词：电致发光；高分子材料；平板显示； Abstract：An important category of conductive polymer-electroluminescent (organic EL, also known as OLED) luminescence mechanism, preparation process and application status of polymer materials has been introduced. Compared to traditional display materials and devices, the organic combination of OLED has high luminous efficiency, long life, easy to adjust the wavelength, good machining performance and other advantages. At the same time, we summarized the progresses and future development of OLED materials and devices in the green lighting and panel display. 0 前言 有机高分子光电材料由于其诱人的应用前景而得到了人们的广泛关注和研究[1-10]。近年来，导电高分子的研究取得了较大的进展，科学家对其合成、结构、导电机理、性能、应用等方面经过多年的研究，已使其成为一门相对独立的学科。目前，有机电致发光平面显示器(OLED)在一些领域里已经取代了液晶显示器占有平面显示器的主要市场。与液晶平面显示器相比, 有机电致发光平面显示器以及高效率的节能照明设备具有主动发光、轻薄、色彩绚丽、全角度可视、能耗低等显著特点，吸引很多国内外研究机构和国际知名大电子、化学公司都投入了巨大的人力财力研究这一领域[11-15]。虽然在应用研究领域已经取得了巨大的成功，但是无论从综合发光效率、发光波长的调整、稳定性和寿命等方面还有待更进一步的发展。本文综述了近年来OLED材料与器件在制备工艺及品质质量方面所取得的进展及需要解决的主要问题。 1 有机电致发光器件及原理 由电能直接激发产生的发光现象称为电致发光。如图1所示，电致发光材料是通过电极向材料注入空穴和电子，两者通过在材料内部的相对迁移在材料内部发生复合形成激子（激发态分子），然后激子导带中的电子跃迁到价带的空穴中，多余的能量以光的形式放出，产生发光现象。 福建省中青年教师教育科研项目(JB14077) Education Scientific Project of Young Teacher of Fujian Province(JB14077) 作者简介：孙东亚（1982-），男，硕士，工程师，从事光电功能材料制备与表征，E-Mail：
有机电致发光材料与器件 有机电致发光器件发展及展望综述 有机电致发光器件发展及展望综述 中文摘要 有机电致发光器件(organic light-emitting device, OLED)目前已成为平板信息显示领域的一个研究热点。OLED具有平板化、自发光、色彩丰富、响应快、视野宽及易于实现超薄轻便等优点,被认为是未来最有可能替代液晶显示器和等离子显示器的一种新技术,同时可以用做照明和背光源。但是,其制作成本高、良品率低等不足有待解决。OLED显示技术与传统的LCD显示方式不同，无需背光灯，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。而且OLED显示屏幕可以做得更轻更薄，可视角度更大，并且能够显著节省电能。 为了形像说明OLED构造，可以将每个OLED单元比做一块汉堡包，发光材料就是夹在中间的蔬菜。每个OLED的显示单元都能受控制地产生三种不同颜色的光。OLED与LCD一样，也有主动式和被动式之分。被动方式下由行列地址选中的单元被点亮。主动方式下，OLED单元后有一个薄膜晶体管（TFT），发光单元在TFT驱动下点亮。主动式的OLED比较省电，但被动式的OLED显示性能更佳。 关键词有机电致发光器件器件性能结构优化空穴阻挡 - I -
Organic Light-Emitting Devices Performance Overview tianjia (Class0413 Grade2006 in College of Information&Technology,Jilin Normal University, Jilin Siping 136000) Directive Teacher: jiang wen long(professor) Abstract Electroluminescent devices (organic light-emitting device, OLED) flat panel information display has become a hot topic in the field. OLED technology has a flat, self-luminous, rich colors, fast response, wide horizons and easy to implement the advantages of ultra-thin light, is considered the next best possible alternative to liquid crystal displays and plasma displays, a new technology while can be used as lighting and backlight. However, its high production cost, low rate of less than good product to be resolved. OLED display technology with the traditional LCD display in different ways, no backlight, with a very thin coating of organic materials and glass substrate, when a current is passed, these organic materials will be light. OLED display screen can be done but lighter and thinner, larger viewing angle, and can significantly save power. To image shows OLED structure, each OLED element can be likened to a hamburger, light-emitting material is sandwiched in between
文章编号：１００６－６２６８（２００８）０４－００２９－０７ 蒽类电致发光材料研究进展 摘 要：有机电致发光二极管显示技术与液晶、等离子等平板显示技术相比具有很多优势及市场 竞争力，被称为第三代显示技术。在这一研究领域，发光材料一直是关注的焦点。由于蒽类化合物具有刚性结构、宽能隙和高荧光量子效率的优点，到目前为止，研究者已开发了大量的蒽类发光材料。本文主要按照材料结构与性能特点分类对其研究进展进行了综述。并提出了进一步开发蒽类新发光材料的思路。 关键词：蒽衍生物；有机电致发光；材料研究进展中图分类号：Ｏ６２５．１；ＴＮ３８３．１文献标识码：Ａ ＰｒｏｇｒｅｓｓｉｎＡｎｔｈｒａｃｅｎｅ－ｂａｓｅｄＥｌｅｃｔｒｏｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｔＭａｔｅｒｉａｌｓ ＸＵＥＹｕｎ－ｎａ，ＣＨＡＩＳｈｅｎｇ－ｙｏｎｇ，ＢＩＥＧｕｏ－ｊｕｎ，ＬＩＵＢｏ，ＧＡＮＮｉｎｇ （ＤｅｐａｒｔｍｅｎｔｏｆＯｐｔｏｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃＭａｔｅｒｉａｌｓ，Ｘｉ＇ａｎＭｏｄｅｒｎＣｈｅｍｉｓｔｒｙＲｅｓｅａｒｃｈＩｎｓｔｉｔｕｔｅ， ７１００６５，Ｘｉ＇ａｎ，Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：ＯｒｇａｎｉｃＬｉｇｈｔ－ｅｍｉｔｔｉｎｇＤｉｏｄｅ（ＯＬＥＤ），ｐｏｓｓｅｓｓｉｎｇｍａｎｙｋｉｎｄｏｆａｄｖａｎｔａｇｅｓ，ａｎｄｍａｒｋｅｔｃｏｍｐｅｔｉｔｉｖｅｐｏｔｅｎｔｉａｌｓｏｖｅｒＬＣＤａｎｄＰＤＰｅｔａｌ，ｉｓｃａｌｌｅｄｔｈｅｔｈｉｒｄｇｅｎｅｒａｔｉｏｎｄｉｓｐｌａｙｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ．ＩｎｔｈｅＯＬＥＤｒｅｓｅａｒｃｈｆｉｌｅｄ，ｔｈｅｌｉｇｈｔ－ｅｍｉｔｔｉｎｇｍａｔｅｒｉａｌｓａｒｅａｌｗａｙｓｂｅｉｎｇｆｏｃｕｓｅｄｏｎ．Ｓｉｎｃｅａｎｔｈｒａｃｅｎｅｄｅｒｉｖａｔｉｖｅｓｈａｖｅｒｉｇｉｄｓｔｒｕｃｔｕｒｅ，ｗｉｄｅｅｎｅｒｇｙｇａｐｓａｎｄｈｉｇｈｆｌｕｏｒｅｓｃｅｎｔｑｕａｎｔｕｍｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ，ａｇｒｅａｔｄｅａｌｏｆａｎｔｈｒａｃｅｎｅ－ｂａｓｅｄｅｌｅｃｔｒｏｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｔｍａｔｅ－ｒｉａｌｓｈａｖｅｂｅｅｎｄｅｖｅｌｏｐｅｄｔｉｌｌｎｏｗ．Ｔｈｅｐｒｏｇｒｅｓｓｏｆａｎｔｈｒａｃｅｎｅ－ｂａｓｅｄｅｌｅｃｔｒｏｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｔｍａｔｅｒｉａｌｓｉｓｒｅｖｉｅｗｅｄａｃｃｏｒｄｉｎｇｔｏｔｈｅｍｏｌｅｃｕｌａｒｓｔｒｕｃｔｕｒｅｓａｎｄｌｉｇｈｔ－ｅｍｉｔｔｉｎｇｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ．Ｔｈｅｒｅｓｅａｒｃｈｉｄｅａｓｏｎｎｅｗａｎｔｈｒａｃｅｎｅ－ｂａｓｅｄｅｌｅｃｔｒｏｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｔｍａｔｅｒｉａｌｓａｒｅａｌｓｏｓｕｇｇｅｓｔｅｄ． Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ａｎｔｈｒａｃｅｎｅｄｅｒｉｖａｔｉｖｅｓ；ｏｒｇａｎｉｃｅｌｅｃｔｒｏｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ；ｍａｔｅｒｉａｌｓｄｅｖｅｌｏｐｉｎｇｐｒｏｇｒｅｓｓ 薛云娜，柴生勇，别国军，刘 波，甘 宁 （西安近代化学研究所光电材料事业部西安７１００６５） 技术交流
有机电致发光材料的新进展 唐杰 （湖南工程学院化学化工学院，湘潭，411101） 摘要：介绍了有机电致发光材料的最新进展，对有机电致发光材料进行分类和评述，重点介绍载流子传输材料和发光材料(小分子发光材料，金属配合物发光材料和聚合物发光材料)的国内外研究现状，并对有机电致发光材料的应用前景进行评述。 关键词：有机电致发光；发光材料；有机小分子；金属配合物；聚合物 Abstract：The recent progress of organic electroluminescent materials was introduced. Various kinds of organic molecular materials and polymer materials used for organic electroluminescence at present were mainly described. The future application of the materials was described. Key words：organic electroluminescence；luminescent material；small organic molecule；organometallic complex；polymer 前言 有机电致发光(organic electro-luminescence )，也叫有机发光二极管(organic light-emitting diode)，简称为OLED[1]，是指有机物在电场作用下，受到电流电压的激发而发光的现象，是一种直接将电能转化光能的过程。该类材料具有低成本、制作简单、驱动电压低、体积小、响应时间短、重量轻、高导电性、良好的成膜性、视角宽、可大面积使用、柔韧性及可塑性好、自身可发光等显著优点，能够满足照明和显示技术高的需求，已经吸引了科学界和商业界的高度关注。目前国内外对OLED的研究主要集中在发光材料的研究，器件的制作和产品研发上。 在20世纪30年代的时候，人类就开始对有机电致发光材料进行研究了。最初的是1936年Destriau发现的，他将化合物不集中在聚合物中制备了薄膜。1963年，Pope、Lohmann、Helfrich和Willams等人都接连研究了稠环芳香族的蒽、萘等化合物，但大都由于诸多因素而使其发展受到限制。1982年，美国柯达集团的Vincett[2]等人，用真空沉积有机薄膜的这样方法得到有机电致发光材料。从此，对有机发光材料研究的帷幕拉开了。1987年，C.W.Tang[2，3]利用超薄薄膜技术，得到了有机电致发光的材料这一进展对有机发光材料研究的影响很大，全世界都
选择 1、有机电致发光材料应具备哪些性质（ABCD） A 在固态或溶液中，在可见光区要有较高效率的光发射现象 B 具有较高的导电率，呈现良好的半导体特性 C 具有良好的成膜特性，在几纳米甚至几十纳米的薄膜内基本无针孔 D 稳定性强，一般具有良好的机械加工性能 2、1963年Pope等人报道了哪种材料的电致发光现象（D） A 苯 B 菲 C Alq3 D 蒽 3、下面哪些发光现象是OLED中经常出现的（ABD） A 磷光 B 荧光 C 上转换发光 D 激基复合物发光 4、1987年C.W.Tang等人利用Alq3成功制备出（B）OLED器件 A 单层 B 双层 C 三层 D 四层 5、高分子材料可以利用以下哪种方式制备薄膜（BC） A 热蒸镀法 B 溶液旋涂法 C 喷墨打印法 D 真空升华法 填空 6、OLED内量子效率是指器件中产生的所有（光子）的总数与注入（电子空穴对）数量之比 7、可以利用LiF等无机绝缘材料作为OLED的（）层，是利用了电子的（）效应 8、在有机电致发光材料中，噁二唑基团有（电子传输）性质，而咔唑基团具有（空穴）传输性质 9、如何实施（）的有效注入，降低器件（）是实现高效聚合物电致发光的关键 10、配合物发光材料主要有（）发光（）发光和电荷转移跃迁发光三种发光机制 判断 11、（错）发光是电子从高能态向低能态产生跃迁释放能量的过程 12、（）有光辐射必然有热辐射 13、（）一个发光物质有几种发光中心，他们的激发光谱都一致 14、（错）红光的发光波长比蓝光的发光波长长，所以红光光的辐射能量高 15、（）有机电致发光器件必须具有多层结构或者是掺杂结构 简答 16、OLED用ITO基片最常用的清洗方法 先用普通或专用清洁剂和中等硬度的刷子或百洁布刷洗，并用清水冲洗干净;将ITO基片置于丙酮中超声清洗，再换用清洁的丙酮，反复超声多次，再把丙酮换成乙醇.也反复超声清洗多次.再用去离子水反复超声清洗多次:然后用高速喷出的N2吹干基片上的去离子水。 17、还有一个或者多个乙稀基或者乙炔基不饱和基团的可交联硅氧烷作为刚性封装材料有哪些优点？ (1) 允许封装剂覆盖发光部分，聚硅氧烷及硅氧烷衍生物对OLED的寿命和行为没有损害作用； (2)封装剂直接接触器件，可以阻隔性.隔绝水、溶剂、灰尘等外部污染； (3)封装剂不与OLED在高热条件下反应，有很好的强度; (4) 直接接触OLED，没有空气、溶剂和水封在器件中。 18、理想的小分子空穴传输材料应当具有哪些性质 (1)具有高的热稳定性; (2)与阳极形成小的势垒; (3)能真空蒸镀形成无针孔的薄膜
有机电致发光综述 本文对有机电致发光显示器件的发展历史，器件结构、工作特征、获得彩色显示的方法以及所具有的优缺点、发展现状和趋势等都做了简要的概括。详细比较了小分子OLED与聚合物PLED、OLED与LCD性质上的比较，对OLED显示的发光机理进行了详细的综述。此外，对获得彩色显示的无源驱动电路和有源驱动电路的结构进行了总结，认为有源驱动将是最终发展趋势。最后总结了国内外OLED技术的发展状况。 关键词：小分子有机电致发光有机聚合物电致发光无源驱动有源驱动 (作者：姚华文，上海华嘉光电技术有限公司，上海市嘉定区招贤路928号，201821) 有机电致发光显示（organic electroluminesence Display）技术被誉为具有梦幻般显示特征的平面显示技术，因其发光机理与发光二极管（LED）相似，所以又称之为OLED（organic light emitting diode）。2000年以来，OLED受到了业界的极大关注，开始步入产业化阶段。 1．发展历史 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[1]。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）[2]。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。1997年单色有机电致发光显示器件首先在日本产品化，1999年月，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[3]。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[4]。 2．器件分类 按照组件所使用的载流子传输层和发光层有机薄膜材料的不同，OLED可区分为两种不同的技术类型。 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Alq（8-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（聚苯撑乙烯及其衍生物[5]。 3．基本结构和发光机理 OLED是基于有机材料的一种电流型半导体发光器件。其典型结构是在ITO玻璃上制作一层几十纳米厚的有机发光材料作发光层，发光层上方有一层低功函数的金属电极。当电极上
<有机化学进展>结课论文 题目:有机电致发光材料的研究现状 院系： 专业： 班级： 学号： 姓名：
有机电致发光材料的研究现状 摘要：本文对有机电致发光显示器件的发展历史，器件结构、工作特征、发光器件（OLED）的优点、发展现状和趋势等都做了简要的概括。详细介绍了有机发光材料的研究状况，包括小分子发光材料、高分子(聚合物)发光材料，以及新材料的开发。最后总结了国内外OLED 技术的发展状况。 关键词：小分子有机电致发光有机高分子聚合物电致发光 Research and development of organic electroluminescent materials Abstract Organic light-emitting diodes (OLEDs), having excellent properties of low driving voltage and brightemission, have been extensively studied due to their possible applications for flat panel color displays.At the same time, or-ganic electroluminescent materials have been made with an outstanding progress.And thestatus of organic electrolumi-nescent materials(including evaporated molecules and polymers)were reported in this paper. Key words OLED, organic luminescent materials, evaporated molecules and polymers 有机电致发光显示（organic electroluminesence Display）技术被誉为具有梦幻般显示特征的平面显示技术，因其发光机理与发光二极管（LED）相似，所以又称之为OLED（organic light emitting diode）。2000年以来，OLED受到了业界的极大关注，开始步入产业化阶段。 一、发展历史 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[1]。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）[2]。1990年，Burroughes及其合作者研究成功第一个
粉末电致发光材料晶体生长和发光特性 本论文研究了Cu~+对ZnS：Cu电致发光材料发光特性的影响；讨论了晶体生长过程中灼烧温度、助熔剂的作用及对发光材料结构、粒度、发光特性的影响；采取相变技术和采用掺入两种激活剂的方法较大地提高了粉末电致发光材料的发光性能。研究表明,随着Cu+掺入量的增加,材料发光亮度随之增加,Cu+掺入浓度为0.15%时,发光材料的亮度达到最大,但发光亮度并不会随着Cu+掺杂浓度的增加一直增大。同时借助光致发光光谱进一步研究了ZnS：Cu的发光机理及发光特性,Cu+浓度小于0.15%时,光致发光光谱的峰值随Cu+浓度增加而逐渐增大,当Cu+浓度为0.15%时,光致发光光谱的峰值达到最大, Cu+浓度大于0.15%时,光致发光光谱的峰值开始迅速下降。通过改变灼烧温度及灼烧气氛达到改变晶体粒度的大小,随着焙烧温度的提高,ZnS：Cu的平均粒度增大,在800℃到1250℃之间可以获得平均粒度在5/μm-22/μm的发光材料,发光材料的亮度也呈增大的趋势。虽然助熔剂Br-、Cl-的加入对发光材料的粒度影响较小,但Br-、C1-起电荷补偿作用,可增加Cu+在晶体中的溶解度。我们采用晶体相变技术,获得了以立方相结构为主、结晶好、亮度高的绿色发光材料。本文提出在ZnS基质材料中同时掺入Cu+、Au+两种激活剂,通过改变掺杂比例来探索提高粉末电致发光材料发光性能的方法,在ZnS晶体中它们以一价阳离子形式进入ZnS晶格中,形成更多的发光中心。通过在基质ZnS材料中掺入Cu+和Au+两种不同浓度的激活剂,在不影响材料颜色的前提下,较大地提高了电致发光材料的亮度。论文的完成对改善绿色交流粉末电致发光材料ZnS：Cu的发光特性,获得优质的ZnS：Cu绿色发光材料及拓宽材料的应用领域有着重要的经济和现实意义。 同主题文章 [1]. Aron ,Vecht ,朱自熙. 八十年代粉末电致发光(EL)技术' [J]. 发光学报. 1981.(03) [2]. 近期外文资料索引' [J]. 液晶与显示. 1986.(06) [3]. 周连祥. 一种研究粉末电致发光(EL)器件频率特性的新方法' [J]. 发光学报. 1992.(01) [4]. 王金忠,杜国同,王新强,闫玮,马燕,姜秀英,杨树人,高鼎 三,Chang ,R ,P ,H. 退火对ZnO薄膜结构及发光特性的影响' [J]. 光学学报. 2002.(02) [5]. 谢伦军,陈光德,竹有章,汪,屿. ZnO薄膜表面和边缘的发光特性(英文)' [J]. 发光学报. 2006.(06)
论文：电致发光显示（LED） 学院：理学院 班级：物理12 姓名：骆宾祥 学号：120123802038
电致发光电显示（LED） 姓名：骆宾祥学号：120123802038 引言：随着行业的继续发展，技术的飞跃突破，应用的大力推广，LED的光效也在不断提高，价格不断走低。新的组合式管芯的出现，也让单个LED管(模块)的功率不断提高。通过同业的不断努力研发，新型光学设计的突破，新灯种的开发，产品单一的局面也有望在进一步扭转。控制软件的改进，也使得LED照明使用更加便利。这些逐步的改变，都体现出了LED发光二极管在照明应用的前景广阔。LED产品在世界各个领域都有很好的应用前景，主要在:LED电子显示屏，交通信号灯，汽车用灯，液晶屏背光源，灯饰，照明光源等六大领域应用。 关键词：LED，电致发光材料，应用 目录： 一．电致发光材料介绍 ----------------------------------------------------------------------------------------- 3 1.电致发光的定义： --------------------------------------------------------------------------------------- 3 2.电致发光的种类 ------------------------------------------------------------------------------------------ 3 3.电致发光材料分类 --------------------------------------------------------------------------------------- 3 二．无机电致发光材料的的发展及展望 ------------------------------------------------------------------ 3 三．无机电致发光显示（LED) ------------------------------------------------------------------------------- 3 1.发光二极管------------------------------------------------------------------------------------------------- 3 2.LED构造 --------------------------------------------------------------------------------------------------- 4 3.LED材料 --------------------------------------------------------------------------------------------------- 5 4.LED光源原理--------------------------------------------------------------------------------------------- 6 5.LED发光原理--------------------------------------------------------------------------------------------- 6 6.LED工作原理--------------------------------------------------------------------------------------------- 7 7.LED光源的特点------------------------------------------------------------------------------------------ 8 四．单色光LED和白光LED --------------------------------------------------------------------------------- 8 1.单色光LED---------------------------------------------------------------------------------------------7 2.白光LED --------------------------------------------------------------------------------------------------- 8 五．电致发光显示（LED）的应用领域------------------------------------------------------------------- 10 1. LED显示屏 ---------------------------------------------------------------------------------------------- 10 2. 交通信号灯 ---------------------------------------------------------------------------------------------- 10 3.汽车用灯--------------------------------------------------------------------------------------------------- 11 4.液晶屏背光源 -------------------------------------------------------------------------------------------- 11 5.灯饰--------------------------------------------------------------------------------------------------------- 11 6.照明光源--------------------------------------------------------------------------------------------------- 11
有机小分子电致发光材料在OLED的发展与应用的综述电致发光(electroluminescence，EL)，指发光材料在电场的作用下，受到电流或电场激发而发光的现象，它是一个将电能直接转化为光能的一种发光过程。能够产生这种电致发光的物质有很多种，但目前研究较多而且已经达到实际应用水平的，主要还是无机半导体材料，无机 EL 器件的制作成本较高，制作工艺困难，发光效率低，发光颜色不易实现全色显示，而且由于很难实现大面积的平板显示，使得这种材料的进一步发展具有很严峻的局限性。由于现有的显示技术无法满足我们生产生活的需要，因此促使人们不断地寻求制备工艺成本更低、性能更好的发光材料。有机电致发光材料（organic light-emitting device，OLED）逐渐的进入了人们的视野，人们发现它是一种很有前途的、新型的发光器件。有机电致发光就是指有机材料在电流或电场的激发作用下发光的现象。根据所使用的有机材料的不同，我们将有机小分子发光材料制成的器件称为有机电致发光材料，即 OLED；而将高分子作为电致发光材料制成的器件称为高分子电致发光材料，即 PLED。不过，通常人们将两者笼统的简称为有机电致发光材料 OLED。 一.原理部分 与无机发光材料相比，有机电致发光材料具有很多优点：光程范围大、易得到蓝光、亮度大、效率高、驱动电压低、耗能少、制作工艺简单以及成本低。综上所述，有机电致发光材料在薄膜晶体管、
太阳能电池、非线性发光材料、聚合物发光二极管等方面存在巨大的需求，显示出广泛的应用前景，因而成为目前科学界和产业界十分热门的科研课题之一。虽然，世界上众多国家投入巨资致力于有机平板显示器件的研究与开发，但其产业化进程还远远低于人们的期望，主要原因是器件寿命短、效率低等。目前有很多关键问题没有解决：1. 光电材料分子结构、电子结构和电子能级与发光行为之间的关系，这是解决材料合成的可能性、调控材料发光颜色、色纯度、载流子平衡及能级匹配等关键问题的理论和实验依据； 2. 光电材料和器件的退化机制、器件结构与性能之间的关系、器件中的界面物理和界面工程等，这是提高器件稳定性和使用寿命的理论和实验基础，也是实现产业化、工业化的根本依据。 1.基态与激发态 “基态”在光物理和光化学中指的是分子的稳定态，即能量最低的状态。如果一个分子受到光或电的辐射使其能量达到一个更高的数值后，分子中的电子排布不完全遵从构造原理，这时这个分子即处于“激发态”，它的能量要高于基态。基态和激发态的不同并不仅仅在于能量的高低上，而是表现在多方多面，例如分子的构型、构象、极性、酸碱性等。在构型上主要表现在键长和二面角方面，与基态相比，激发态的一个电子从成键轨道或非成键轨道跃迁到反键轨道上，使得键长增长、键能级降低；同时，由于激发后共轭性也发生了变化，所以二面角即分子的平面性也发生了明显的改变。 2.吸收和发射
信息记录材料2019年5月第20卷第5期陋至?诊若 高分子电致发光材料研究近况 — —以共辄结构的高聚物材料为例 高远 （南昌大学材料科学与工程学院江西南昌330000） 【摘要】高分子发光材料的研究有很重要的理论和现实意义，本文则通过对一系列共觇结构的高聚物材料的原理和特点来了解电致发光高分子发光材料的应用和发展现状，并展望其发展前景. 【关键词】高分子；发光材料；应用；发展趋势 【中图分类号】TN6【文献标识码】A【文章编号】1009-5624（2019）05-0001-02 Recent Development of high polymer Electroluminescent Materials Gao Yuan. School of M aterials Science and Engineering,Nanchang University,Nanchang,Jiangxi330000,China [Abstract]The study of polymer luminescent materials is of great theoretical and practical significance.Based on the principle and characteristics of a series of conjugated polymer materials,the application and development of electroluminescent polymer materials are analyzed in this paper,and the development prospect of electroluminescent polymers is prospected. 【Key words]Luminescent material;Application;Development trend 1引言（3）聚嗟吩及其衍生物类电致发光材料。这类材料 随着信息时代的飞速发展，各种发光材料被广泛应用于通讯、卫星等高科技领域。而为了使各种新媒体满足显示的功能，使得各种发光材料被研究并开发应用而来。而有机发光材料与无机发光材料相比，以其易合成、易加工、成本低、质轻、发光颜色全等特点越来越受到人们的关注和重视。尤其是近几年以有机发光材料制备的发光器件已临近应用阶段，成为当前流行的液晶显示器件的强力竞争对手。目前研究比较活跃的有聚嗟吩、聚苯胺、聚毗咯、聚茹等。 而有机薄膜电致发光的发展较为迅速，但现在它却被新兴的有机电致发光材料所改变。比如聚对苯乙块(PPV),它本身是一种导电高分子材料，另外它的电致发光性能也同样良好。这样有机薄膜电致发光材料就从有机小分子拓展到了聚合物。而这一变化发展，这就意味着电致发光高分子材料不仅扩大了发光材料的选择范围，而且由于聚合物本身良好的易加工性、易成膜性、高稳定性等优势，使得其被更多的开发应用到发光器件的制备及应用当中。也正因如此，现已有各种体系的聚合物相继被人们研究用来制备发光材料C1］o 2共辘结构的高聚物发光材料简介 共轨结构的高聚物发光材料主要有以下几种类型： (1)聚对苯撑乙烯类电致发光材料。这种材料可以在苯环上改变取代基或在乙烯基上取代而设计合成岀结构、性能各异的衍生物，其还可通过共聚的方式来合成出各种不同的分子材料。 (2)聚对苯乙烘(PPE)-曝吩共轨结构的高聚物电致发光材料。这种材料的结构类似于PPV,其主链引入嗟吩基团，聚对苯乙块在溶液中显示很高的荧光效率，有望作为发光材料进行研究应用。这种高分子电致发光材料不仅改善了传统材料的溶解性，而且其分子量得以提升。具有良好的导电性能，并通过佟拉嘎［2］等在用其成功试 制发光元件后，证明其良好的稳定性。 (4)聚噁二哇［3］类电致发光材料，这类材料是具有性能良好的电子传输能力。其耐热性和较高的玻璃化温度被得到广泛认可。 3共辄结构的高聚物发光材料的优缺点及解决方案共轨结构的高聚物发光材料有自己独特的光电、化学性质，共辄的骨架和侧链结构决定了它们的电子结构、光电学性质，因此它们可以通过化学方法进行调控和修饰。 共轨结构的高聚物发光材料的优点是①具有良好的热稳定性和粘附性；②优异的成膜性，可大面积成膜；③具有优良的机械强度；④此类材料分子结构、发光颜色易于改变和修饰且合成路线多，发光效率高； 但是早期合成的共轨结构的高聚物会给器件的制备带来不便，因为材料合成较为复杂，提纯过程较困难，因此难以制成多层发光器件。而针对这些不足，也有很多的方法可以进行弥补和调整。 一种方法是使用单体直接聚合成型； 也可通过可溶性前聚物加工成型，然后加热转化为共轨聚合物［如Wessling⑷用前聚物法制备的PPV］； 更好的方法是引入可溶解的支链或链段。如MEH-PPV［5］｛聚［2-甲氧基-5(2'-乙基己氧基)对苯乙烘］｝, CN-PPV冏等。 在PPV主链的亚甲基上引入吸电子基团氧基，得到的CN-PPV聚合物不仅成膜性好，而且还可以改善高聚物和电子的亲和能力。 4高分子电致发光材料的应用 当前这些主流的电致发光材料被广泛用于激光染料、荧光集光器、有机太阳能电池、有机场效应晶体管、有机激光和化学与生物传感等领域的研究、开发和生产中，也 1
第二章 有机电致发光的基本原理 2.1 有机电致发光器件的发光机理 有机电致发光材料均为共轭有机分子，依据休克尔分子轨道理论（HMO ），并结合半导体理论中的能带理论，可将有机共轭分子中的最高分子占有轨道HOMO 类比为能带理论中的价带顶，最低空轨道LUMO 为导带底，这样就可以用半导体理论模型对有机电致发光进行理论研究。有机电致发光和无机电致发光相似，属于载流子双注入型发光器件，所以又称为有机发光二极管，其发光机理一般认为是:在外界电压驱动下，从阴极注入的电子与从阳极注入的空穴在有机层中形成激子，并将能量传递给有机发光物质的分子，使其受到激发，从基态跃迁到激发态，当受激分子从基态回到基态时辐射跃迁而产生发光。具体发光过程可分以下几个阶段： (1) 载流子的注入：在外加电场的条件下，空穴和电子分别从阳极和阴极向夹在电极之间的有机功能薄膜层注入，即空穴向空穴传输层的HOMO 能级(相当于半导体的价带)注入，而电子向电子传输层LUMO 能级(相当于半导体的导带)注入。电子的注入机理比较复杂，可分为电场增强热电子发射；场致发射，其过程是在强电场作用下，电子通过势垒从金属至半导体的量子力学隧穿。在低温时，大多数电子是在金属的费米能级上隧穿势垒的，这形成场致发射（F 发射），在中等温度时，大多数电子是在能级Em （高于金属的费米能级）上隧穿势垒的，这形成所谓的热电子场致发射或热助场致发射（T-F 发射），在极高温度时，主要贡献是热电子发射；隧穿发射，如果绝缘体足够薄或者含有大量的缺陷，或者两者兼有，则电子可直接从电极注入到有机层。 (2) 载流子的迁移：载流子在有机分子薄膜中的迁移被认为是跳跃运动和隧穿运动[9,10]，并认为这两种运动是在能带中进行的。当载流子一旦从两极注入到有机分子中，有机分子就处在离子基(A ＋、A －)状态，（见下图）并与相邻的分子通过传递的方式向对面电极运动。此种跳跃运动是靠电子云的重叠来实现的，从化学的角度来说，就是相邻的分子通过氧化-还原方式使载流子运动。而对于多层有机结构来讲，在层与层之间的注入过程被认为是隧道效应使载流子跨越一定势垒而进入复合区的。 图2.1 载流子迁移和激子A *形成示意图 Fig.2.1 Sketch of the carrier mobility and the formation of exciton A* (3) 激子的形成：电子和空穴从电极注入有机层中后，通过载流子迁移，电子和空穴在 ● ● ● ● ● ● ● 电子转移 A ＋ A － A * A LUMO HOMO