OLED材料发展-空穴传输材料

OLED器件空穴传输层中TPBI空穴阻挡层的应用研究作者：连加荣曾鹏举来源：《硅谷》2011年第14期摘要：针对有机发光器件中普遍存在空穴漏电流影响发光效率的问题，将2nm的TPBI薄层引入到TPD空穴传输层中，改变该薄膜位置考察对器件光电性能的影响。

结果表明，引入TPBI薄膜后器件发光效率均有明显提高。

其中，当TPBI薄膜距离阳极界面10nm时，器件的最大发光效率为4.89cd/A，相对于没有阻挡层的常规器件提高52.3%。

同时，器件的电流性能变化明显，随着减小TPBI薄膜与阳极的距离而减小。

这说明，TPBI薄膜具备阻挡或者减缓空穴传输的能力，从而减小空穴漏电流，平衡发光层中的载流子并提高发光效率；同时，被阻挡的空穴积累在TPBI界面也将改变器件内的电场分布，从而TPBI位置不同，器件的电场分布也不同，体现为器件的电学性能随之改变。

关键词：有机发光；空穴阻挡；TPBI；载流子平衡；发光效率中图分类号：O432文献标识码 A文章编号：1671－7597（2011）0720138－020 前言有机电致发光（organic light-emitting diodes，OLEDs）具有自发光、响应速度快、视角宽、高清晰、高亮度、抗弯曲能力强、低功耗等诸多优点，是近二十年研究最热门、发展最迅猛的一类显示和固态照明技术。

其中，发光效率的高低将很大程度影响该技术商业化进程。

器件的发光效率取决于电子和空穴的注入能力和平衡程度、材料的本征发光效率以及器件的出光效率。

现有的有机材料中，空穴传输材料的空穴迁移率普遍高于电子传输材料的电子迁移率；同时，阳极材料属比较稳定的高功函数，选材范围更广，而且目前对阳极界面的处理工艺相对更成熟，因此空穴注入普遍要比电子注入要容易。

以上因素决定了有机发光器件中空穴占多数载流子的不平衡状态[1]。

这种不平衡必将影响器件的光电特性。

首先，过多的载流子将因为电子传输层也有微弱的空穴传输能力，在较大的电场下会迁移到阴极界面构成漏电流[2]；其次，激子也将在更靠近阴极界面的位置形成，实验与理论都证实了金属阴极对近距离的激子具有显著的淬灭效应[3]，进一步降低发光效率。

OLED器件空穴传输层中TPBI空穴阻挡层的应用研究连加荣 曾鹏举（深圳大学 光电子器件与系统<教育部、广东省>重点实验室 广东 深圳 518060）摘 要： 针对有机发光器件中普遍存在空穴漏电流影响发光效率的问题，将2nm 的TPBI 薄层引入到TPD 空穴传输层中，改变该薄膜位置考察对器件光电性能的影响。

结果表明，引入TPBI 薄膜后器件发光效率均有明显提高。

其中，当TPBI 薄膜距离阳极界面10nm 时，器件的最大发光效率为4.89cd/A ，相对于没有阻挡层的常规器件提高52.3%。

同时，器件的电流性能变化明显，随着减小TPBI 薄膜与阳极的距离而减小。

这说明，TPBI 薄膜具备阻挡或者减缓空穴传输的能力，从而减小空穴漏电流，平衡发光层中的载流子并提高发光效率；同时，被阻挡的空穴积累在TPBI 界面也将改变器件内的电场分布，从而TPBI 位置不同，器件的电场分布也不同，体现为器件的电学性能随之改变。

关键词： 有机发光；空穴阻挡；TPBI ；载流子平衡；发光效率中图分类号：O432 文献标识码 A 文章编号：1671－7597（2011）0720138－020 前言格蕾雅公司购得；电子传输材料和发光材料Alq 3从西安瑞联公司购得；LiF 从ACROS 公司购得；Al 从上海国药集团化学试剂有限公司购得。

器件制有机电致发光（organic light-emitting diodes ，OLEDs ）具有自发备过程是：依次用丙酮、无水乙醇、去离子水超声清洗ITO 玻璃基片后，光、响应速度快、视角宽、高清晰、高亮度、抗弯曲能力强、低功耗等诸用高压空气吹干并放到真空烘箱中在150℃条件下烘烤1小时，随后将多优点，是近二十年研究最热门、发展最迅猛的一类显示和固态照明技ITO 玻璃基片装入多腔连接的真空系统（北京中科科仪高真空沉积系术。

其中，发光效率的高低将很大程度影响该技术商业化进程。

OLED新材料项目经济效益和社会效益OLED新材料是指用于有机发光二极管(OLED)的新型材料。

OLED是一种半导体器件，能够在电场作用下将电子和空穴注入到有机薄膜中，从而产生发光效果。

相比传统的液晶显示器，OLED具有更高的对比度和色彩鲜艳度，同时也更加省电。

OLED新材料的研究主要围绕以下几个方面展开：1、发光材料：发光材料是OLED最关键的部分，其质量直接影响到OLED的光电性能。

目前，研究人员正在探索不同的材料组合，并试图通过改进化学结构来提高发光效率和稳定性。

2、传输材料：传输材料可以帮助电子和空穴在OLED内部传输，并且能够调节能量水平。

目前，研究人员正在尝试开发新的传输材料，以提高OLED的效率和稳定性。

3、封装材料：封装材料可保护OLED免受外部环境影响，延长其寿命。

研究人员正在开发新的封装材料，以降低成本、提高可靠性和延长寿命。

4、稳定性：OLED研究的一个主要挑战是如何提高其稳定性。

OLED材料在长时间使用后容易出现衰减现象，导致其效率降低。

因此，研究人员正在寻找可靠的方法来提高OLED的稳定性。

总之，OLED新材料的研究涉及到多方面的内容，包括发光材料、传输材料、封装材料以及稳定性等。

这些研究旨在提高OLED的效率、稳定性和寿命，以促进其在显示技术领域的广泛应用。

一、OLED新材料行业发展有利条件（一）市场需求强劲随着智能手机、电视等电子产品的普及，OLED显示屏也逐渐受到市场的青睐。

OLED具有高清晰度、对比度高、响应速度快等优点，能够提供更加逼真、细致的画面显示效果，因此在消费电子领域有广泛的应用。

此外，在智能家居、智能交通等领域，OLED显示屏的需求也逐渐增加。

据市场研究机构预测，2021年全球OLED 市场规模将达到320亿美元，未来几年市场需求将会持续增长，这为OLED新材料行业的发展提供了巨大的市场空间和机遇。

（二）政府扶持力度加大智能制造是中国制造业转型升级的重要方向，也是“中国制造2025”战略的核心内容。

1. 引言发光二极管（Light Emitting Diode，LED）作为一种能够通过电致发光实现能量转换的半导体器件，已经在各种领域得到了广泛的应用，比如照明、显示、通信和生物医学等。

而有机空穴传输层材料（Organic Hole Transport Layer，OHTL）则是有机电子器件中的一种重要材料，具有良好的电学性能和化学稳定性。

本文将对发光二极管和有机空穴传输层材料进行深入探讨，以帮助读者更好地理解这两个主题。

2. 发光二极管发光二极管是一种半导体器件，具有正向电压下正向导通，反向电压下反向断开的特性。

其工作原理是通过载流子的复合发光来实现能量的转换。

在发光二极管中，P型掺杂层和N型掺杂层之间存在能隙，当电子从N型区域穿越PN结到达P型区域时，与空穴复合并释放出能量，产生光子。

这些光子经过不断的反射和折射，在半导体材料中形成激发态的激发态复合辐射，最终形成可见光或红外线的辐射。

3. 有机空穴传输层材料有机空穴传输层材料是有机电子器件中的一种重要材料，可用于有机发光二极管（OLED）、有机太阳能电池等器件中。

它主要的作用是在有机半导体材料与电极之间形成连续平整的电子传输通道，从而提高器件的电学性能和光学性能。

有机空穴传输层材料通常是由有机小分子或聚合物材料构成，具有良好的可溶性、可加工性和光学性能，能够有效地提高器件的稳定性和寿命。

4. 深入探讨在发光二极管中，光的产生过程是通过载流子的复合发光来实现的。

而有机空穴传输层材料则是在有机电子器件中起到了重要的作用。

它不仅能够提高器件的电学性能和光学性能，还能够增强器件的稳定性和寿命。

发光二极管与有机空穴传输层材料都是有机电子器件中不可或缺的组成部分，对于推动有机电子器件的发展具有重要意义。

5. 我的观点作为文章写手，我认为发光二极管和有机空穴传输层材料的深入探讨对于推动有机电子器件的发展具有重要意义。

通过对这两个主题的深入了解，可以更好地理解有机电子器件的工作原理和性能特点，为未来的有机电子器件的设计和应用提供重要的参考和指导。

国外OLED技术及产业的开展概况OLED(Organic Light-emitting Diodes)，中文名称为有机发光二极管，是基于有机半导体材料的发光二极管。

OLED 由于具有全固态、主动发光、高比照度、超薄、低功耗、无视角限制、响应速度快、工作温度围宽、易于实现柔性和大面积、功耗低等诸多优点，不但可以作为显示器件，在照明领域也有很好的应用前景，OLED已经被视为21世纪最具前途的显示和照明产品之一。

OLED的开展可以追溯到上世纪30年代，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，但是直到1987年才由Kodak公司的邓青云(Tang C W)首次研制出基于小分子荧光材料具有实用价值的OLED(Alq作为发光层)，而聚合物OLED(PLED)是1990年由英国剑桥大学的Friend与Burroughes等人用共轭聚合物PPV制造出来的。

OLED的根本构造通常是一种有机半导体层夹在两个电极之间的治构造，其中一个电极常采用一薄而透明的具有半导体特性的铟锡氧化物(ITO)为正电极，而另一电极则通常采用低功函数的金属如Ca、Al等为负电极，当正负电极外加电压时，有机半导体层就会产生激子并发光，依据有机半导体材料的不同，器件就会发射出红、绿、蓝，甚至白色光。

为了获得更高性能的OLED，有机半导体层通常包含多个层，如空穴注入层(HIL)、空穴传输层(HTL)、发光层(EML)、电子传输层(ETL)和电子注入层(EIL)，同时还往往引入界面修饰层等。

OLED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可区分为小分子基OLED和高分子基OLED(PLED)两种不同的技术类型;按照OLED驱动方式的不同可分为无源(被动矩阵)与有源(主动矩阵)两种驱动方式。

根据OLED 的技术原理和制备工艺，通常把OLED 产业链划分为设备制造、材料制备、驱动模块、面板和器件制造以及下游应用等几个局部，其中设备制造、材料制备和驱动模块属于上游领域，面板器件以及模组制造属于中游，各种应用则属于下游。

OLED的发展方向091130107 王安琪摘要传统的显示器包括CRT和LCD，其显像原理都是通过一定的媒介来进行间接显像，而OLED（Organic Light-Emitting Diode，有机发光二极管）则是直接通过控制相应位置二极管的亮度来显示对应的图像。

其具有许多突出的优点，近年来取得了非常快速的发展。

与此同时，OLED在工业产业中也开始了广泛的应用，尤其是在高科技产业中，例如手机行业等。

本文主要讨论近年来OLED的发展成果并将其与传统显示器件进行比较，并对其将来发展方向作简单的预测。

关键词OLED AMOLED 电致发光产业发展正文OLED（Organic Light-Emitting Diode，有机发光二极管）是近年来飞速发展的新型显示器的基础。

与传统的显示器不同的是，其应用的是主动发光的原理。

传统的黑白CRT显示器和黑白电视机是依靠在不同的加速电场下电子束的偏转不同来逐行轰击显像管内壁涂有的荧光粉，从而使之发光，其亮度通过电压调节电子束功率来控制。

而彩色CRT显示器和传统彩色电视机则是将颜色分为RGB（红绿蓝）三个通道，然后分别通过电子束进行轰击。

而LCD显示器则是通过LC（Liquid Crystal，液晶）对光的偏振性，利用两层液晶的夹角来使光线的透过率发生变化，从而控制屏幕的亮度。

而彩色LCD显示器同样是通过将色彩分为RGB 三个通道，分别通过红、绿、蓝三块液晶板并在棱镜中重新汇聚，从而投影出彩色的画面。

LCD显示器需要一个背光源来为其提供本底。

传统的LCD显示器使用CCFL（Cold Cathode Fluorescent Lamp，冷阴极荧光管）来提供白色背光源，而LED-LCD显示器则是通过使用LED （Light-Emitting Diode，发光二极管）来提供背光源。

这两种显示器都不是通过发光元器件直接发光，而是通过一定的途径被动产生图像。

因此，以其为核心生产显示器的体积和厚度通常都比较大。

空穴传输材料
空穴传输材料是一种新型的材料，它具有许多独特的特性和应用价值。

首先，
空穴传输材料的特殊结构使其具有优异的导电性能，可以应用于电子器件领域。

其次，空穴传输材料还具有良好的光学性能，可以用于光电器件的制备。

此外，空穴传输材料还具有优异的力学性能，可以用于制备高性能的结构材料。

空穴传输材料的制备方法有很多种，其中最常见的是化学气相沉积法和溶液法。

化学气相沉积法是一种将气体中的前驱体在基底表面进行化学反应生成材料的方法，通过控制气相中前驱体的浓度和反应条件，可以得到不同性能的空穴传输材料。

而溶液法则是将前驱体溶解在溶剂中，通过溶液的沉积和结晶过程得到材料。

空穴传输材料在电子器件领域具有广泛的应用前景。

由于其优异的导电性能和
光学性能，空穴传输材料可以用于制备高性能的光电器件，例如太阳能电池、光电探测器等。

此外，空穴传输材料还可以用于制备柔性电子器件，如柔性显示屏、可穿戴设备等，为电子产品的轻量化和柔性化提供了新的可能。

除了在电子器件领域，空穴传输材料还具有广泛的应用前景。

在光学器件领域，空穴传输材料可以用于制备高性能的光学镜片、透镜等光学元件，为光学仪器的高精度和高性能提供了新的材料选择。

在结构材料领域，空穴传输材料可以用于制备高性能的轻质结构材料，例如航空航天领域的航空器材料、汽车领域的车身材料等。

总的来说，空穴传输材料具有优异的导电性能、光学性能和力学性能，具有广
泛的应用前景。

随着制备方法的不断改进和材料性能的不断提高，空穴传输材料将在电子器件、光学器件和结构材料等领域发挥越来越重要的作用，为现代科技的发展和进步提供新的可能。