有机电致发光材料研究进展
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有机电致发光的研究与进展史耀进【摘要】文章介绍了有机电致发光的发光机理及器件的结构,重点介绍了有机电致发光材料,并介绍了有机电致发光的进展.%Research advances on organic light- emitt ing devices (OLED) are reviewed. OLED's principle, structure and materials are illustrated. Some recent focus problems are discussed.【期刊名称】《价值工程》【年(卷),期】2011(030)034【总页数】1页(P48)【关键词】有机电致发光;有机发光器件;平板显示;薄膜【作者】史耀进【作者单位】西安卫光科技有限公司,西安710000【正文语种】中文【中图分类】TM231 概述有机电致发光(OLED)器件,是一种将是能直接转化为光能的器件。
1987年,Kodak公司首次研制成功有机小分子发光二极管。
与液晶显示器相比,OLED显示器具有高对比度、广视角、启动速度快和启动电压低等优点,被业界视为未来最有竞争潜力的有机发光材料显示器件。
2 有机电致发光的发光机理有机材料的电致发光属于注入式的复合发光。
是在一定电压的作用下,电子和空穴分别从分别从阴极和阳极注入到其相应的传输层,它是用ITO透明电极和金属电极分别作为器件的阳极和阴极材料的,电子和空穴分别经过电子和空穴传输层迁移到发光层,使发光分子激发,从而发出光亮来。
3 有机电致发光材料3.1 有机小分子发光材料有机小分子发光材料主要是金属螯合物,金属螯合物具有有机物的高荧光量子效率和无机物的高稳定性等优点,被认为是最有应用前景的一类发光材料,常用的金属离子是第Ⅱ主族元素如Be、Zn,第III主族元素如Al、Ga、In以及稀土元素如Tb、Eu、Gd。
8-羟基喹啉金属螯合物是目前研究较多的有机小分子发光材料,是很好的绿色发光材料。
有机电致发光发展历程及TADF材料的发展进展有机电致发光发展历程及TADF材料的发展进展1.1引⾔有机光电材料(Organic Optoelectronic Materials),是具有光⼦和电⼦的产⽣、转换和传输等特性的有机材料。
⽬前,有机光电材料可控的光电性能已应⽤于有机发光⼆极管(Organic Light-Emitting Diode,OLED)[1,2,3],有机太阳能电池(Organic Photovoltage,OPV)[4,5,6],有机场效应晶体管(Organic Field Effect Transistor,OFET)[7,8,9],⽣物/化学/光传感器[10,11,12],储存器[13,14,15],甚⾄是有机激光器[16,17]。
和传统的⽆机导体和半导体不同,有机⼩分⼦和聚合物可以由不同的有机和⾼分⼦化学⽅法合成,从⽽可制备出⼤量多样的有机半导体材料,这对于提⾼有机电⼦器件的性能有⼗分重要的意义。
其中,有机电致发光近⼗⼏年来受到了⼈们极⼤的关注。
有机电致发光主要有两个应⽤:⼀是信息显⽰,⼆是固体照明。
在信息显⽰⽅⾯,⽬前市⾯上主流的显⽰产品是液晶显⽰器(Liquid Crystal Display,LCD),它基本在这个世纪初取代了阴极射线管显⽰,被⼴泛应⽤于各种信息显⽰,如电脑屏幕,电视,⼿机,以及数码照相机等。
但是,液晶显⽰器也有其特有的缺点,⽐如响应速度慢,需要背光源,能耗⾼,视⾓⼩,⼯作温度范围窄等。
所以⼈们也迫切需要寻求⼀种新的显⽰技术来改变这种局⾯。
有机发光⼆级管显⽰器(OLED)被认为极有可能成为下⼀代显⽰器。
因为其是主动发光,相对于液晶显⽰器有着能耗低,响应速度快,可视⾓⼴,器件结构可以做的更薄,低温特性出众,甚⾄可以做成柔性显⽰屏等优势。
但是,有机发光显⽰技术⽬前还有许多瓶颈需要解决,尤其是在蓝光显⽰上,还需要⾯对蓝光显⽰的⾊度不纯,效率不⾼,材料寿命短的挑战。
有机电致发光材料的研究进展及应用材化1111班王蒙 1120213122摘要:简要论述有机电致发光设备的发光机理、器件结构及彩色显示方法,详细介绍有机电致发光材料的种类、组成、特点和研究近况,并对其用途和前景,尤其在军事领域的应用作了一定介绍。
另外还指出了有机电致发光在商业化过程中一些急待解决的问题。
关键词:有机发光材料,进展,应用。
正文:信息技术的持续快速发展对信息显示系统的性能,如亮度、对比度、色彩变化、分辨率、成本、能量消耗、质量和厚度等均提出了高的要求。
在已有的成熟显示技术中,电致发光显示设备能够满足上述性能要求,另外它还具有宽视角、较宽的工作温度范围和固有的强度等优点。
电致发光显示设备一般包括发光二极管(LED)、粉末磷设备、薄膜电致发光设备(TFEL)和厚介质电致发光设备等。
目前的信息显示市场上真正的参与者主要是TFEL和有机LED (OLED)。
OELD技术的发展时间并不很长,但发展速度较快。
近几年,随着市场对高质量、高可靠性、大信息量显示器件的需求日益增加,OLED技术更是得到了长足的发展,目前已有多种OLED产品投入市场。
1997年,日本Pioneer公司推出配备有绿色点阵OLED的车载音响,并建立了世界上第一条OELD生产线。
1998年,日本NEC、Pioneer公司各自研制出5英寸无源驱动全彩色四分之一显示绘图阵列(QVGA)有机发光显示器。
2000年,Motorola公司推出了有机显示屏手机。
2002年,Toshiba公司推出了17英寸的全彩色显示器。
清华大学与北京维信诺公司共同开发出国内首款多色OLED手机模块。
2003年,台湾奇美电子公司与IBM合作推出加英寸的OELD显示器。
2004年5月,日本精工爱普生公司研制成功的40英寸大屏幕OLED显示器以全彩、超薄、动态影像显示流畅的特点成为OELD显示市场上最大的亮点。
2006年,首尔半导体株式会社的子公司SeoulOptodeviceCo.Lid.以控股方式与美国SensorElectronicTechnology公司共同开发生产的世界唯一的短波长紫外发光二极管(UVEL D)产品已开始量产。
硅基有机红外及可见电致发光摘要:近年来,随着人们对硅基有机材料的研究深入,硅基有机红外及可见电致发光逐渐成为热门研究领域。
本文对硅基有机红外及可见电致发光的研究进展进行了综述。
首先,对硅基有机材料的结构特点进行了概述,介绍了硅基有机材料的制备方法及其在红外及可见电致发光中的应用。
然后,对硅基有机电致发光的机理、量子效率和发光稳定性进行了讨论。
最后,探讨了硅基有机材料在光电子学和生物医学等领域的应用前景。
关键词:硅基有机材料,红外发光,可见发光,电致发光,量子效率,发光稳定性,应用前景一、绪论硅是一种广泛应用于半导体工业中的材料,具有优良的光电性能。
硅的使用范围已经远远超过半导体器件领域,如:硅光电流电池(Si-APD)、硅基光电倍增管、硅基光开关等,硅材料的广泛应用已成为光电子学领域的一个热点。
然而,由于硅材料禁带宽度太窄,不能发出可见光,因此其在光学领域的应用受到了一定的限制。
为了解决这个问题,人们研究了硅基有机材料。
硅基有机材料是一种由硅原子与有机基团构成的复合材料,具有良好的光学性能,其禁带宽度比硅宽,能够发出可见光,因此在光电子学领域有广泛的应用。
二、硅基有机材料的制备硅基有机材料的制备方法主要有两种:有机溶剂法和气相沉积法。
有机溶剂法是将硅烷和有机化合物在有机溶剂中混合,通过控制温度和反应时间来合成硅基有机材料。
气相沉积法是将硅源和有机化合物在一定的温度和压力下反应,通过升温和离子束注入来得到硅基有机材料。
硅基有机材料的制备方法及条件对其性能有很大的影响。
三、硅基有机红外发光硅基有机红外发光主要是通过电致发光实现的。
硅基有机材料的电致发光是由载流子在材料内部运动而产生的。
通过载流子的复合,能量被释放出来,导致电致发光。
硅基有机材料的电致发光光谱主要分布在红外波段,其发光波长范围从800nm到1300nm。
四、硅基有机可见电致发光硅基有机材料的可见电致发光是指发光波长分布在可见光波段的现象。
有机电致发光材料研究进展
摘要:随着科技的发展,液晶显示器由于耗能高,成本高等各种缺点,已经满足不了人们越来越高的要求,而有机电致发光材料研究进展非常快,已经可以成熟,亮度高,成本低,能耗低,有机电致发光材料替代液晶显示器是历史的大趋势。
关键词:
一.有机电致发光材料的介绍
科技在发展,人类对显示器的对比度,色彩变化,分辨率,成本,能耗,质量等,都提出了越来越高的要求,液晶显示器由于各种缺点,已经满足不了人们的要求,而这时候,有机电致发光材料的研究进展很快。
有机电致发光材料运用了电子发光的特性:当电子通过时,某些材料会发光。
有机电致发光元件最简单的形式是由一个发光材料层组成,镶嵌在两个电极之间。
当两个电极加上电压时,载流子运动,穿过有机层,直至电子,空穴,并重新结合,这样达到能量守恒并将过量的能量以光波的形式释放。
就现在的研究进展来说,能用来做有机电致的材料有三类:小分子有机材料,金属络合物,有机高分子材料。
现在研究最多的是有机高分子材料,以典型的以聚对苯乙烯类化合物为代表,这一类的材料有以下特点;良好的加工性能,可制成大面积薄膜。
具有良好的电,热稳定性。
他的共轭聚合物的电子结构,发光颜色,可在合成过程中进行相应调节。
有机电致发光材料的优点有:能耗低,有机电致发光材料无需背光照明;响应速度非常快(数us到数十us)这在现实活动图像中非常重要;环境适应性强,具有非常良好的温度特性,可能低温环境下现实;可实现宽视角,能实现高分辨率显示,高对比度;如用玻璃衬底可实现大面积平板显示,用柔软作衬底,则能做出能折叠的显示器,这使得方便性大大地提升了;还有,有机电致发光材料的结构简单,成本也相应比较低,不需要背景光源和滤光片,可制造出超薄,质量轻,易于携带的产品。
有机电致发光材料的研究始于20世纪60年代,到了1987年美国kodak公司的tang 等选用具有较强电子传输能力的8-羟基喹啉铝作为发光材料,采用超薄膜技术和新型器件结构制成了工作电压低,发光亮度高的有机电致发光器,才使有机电致材料研究产生根本特破进入全新研究与突破阶段。
1990年,《自然》杂志上报道了ppv的电致发光,开辟了发
光器件的新领域,聚合物薄膜电致发光器件的研究,使有机电致发光染料由有机小分子想聚合物发展,成为热定研究项目。
随后,出现了以塑料为衬底的柔性高分子发光器件,这些成果极大推动了发光器件的发展,使有机电致发光的研究在世界范围内广泛展开。
二.有机电致发光材料的结构和发光原理
有机电致发光器件最简单的是三层结构:有机发光层被夹在上下两个电极,阴极和阳极之间。
随着技术研究的深入和制造工艺的发展,为了改善电极注入空穴和电子的能力,以提高发光效率,一般讲器件做成多层结构,在发光层的两侧再加入空穴传输层和电子传输层,投射光线的屏幕使用基板玻璃和驱动电路。
阳极的主要功能是产生空穴。
显示电极材料为铟化锡.
阴极的主要功能是产生电子,当器件加上正压时,在电场的作用下,空穴和电子在有机发光层中复合发光,然后通过透明的阳极射出。
由于阳极产生的空穴和阴极的电子数量通常是不相等的空穴多一些,这意味着,一部分空穴穿过整个OLED结构层时,不会遇到从相反方向来的电子,能耗投入非常大,效率很低。
这样就引入了空穴和电子传输层:当阳极的空穴传输层传输空穴时,阴极侧电子传输层输送电子,相应的会阻隔对方的电子和空穴,这样,效率就明显提高了,
而发光层的材料则要参入一定量的荧光掺杂剂。
一般用来增加光效和发光颜色。
基板玻璃和驱动电路起透光和支撑固定的作用。
为了图像颜色鲜艳,许多OLED在内测假装彩色滤光片。
驱动电路用来控制阴极和阳极工作的电器线路。
三.有机电致染料器件的制备
制备器件时,选用ITO透明导电玻璃作为器件的基片,由于基片的清洁度,平整度以及有机膜层的侵润度对材料的成膜质量影响很大,ITO表面的不平移度被认为是导致EL器件中出现“黑点”缺陷的一个重要因素,因此理想的EL器件需要表面粗糙度小,高质量的玻璃基片,在有机EL的器件的制作过程中,通常要对ITO进行处理,一改变ITO的表面状态,使得ITO的表面势与HTL材料的表面势想匹配,处理和未处理的ITO对于EL的发光效率及寿命有着显著区别。
即如果表面不清洁,不仅会增大器件的驱动电压和降低器件的发光效率,而且会使器件的稳定性和寿命都大大下降,从而影响器件的总体性能,
1992年,Hoogor小组报道了用可溶性聚苯胺作正极制备的器件。
其结果表明,用聚苯胺代替了ITO后,电致发光器件的性能提高了许多,工作电压下降了30%~50%,量子效率提高了10%~30% 。
对于聚合物材料一般采用旋涂或真空热蒸发的方法将有机发光材料成膜到ITO基片上,
对于有机小分子材料,则可采用真空热蒸发的方法来成膜,并且可通过控制材料沉积时间,来达到所需要的膜层厚度,二对于有机聚合物的材料,由于聚合物的分子量较大,内聚能很大,无法升华成气体。
要用旋涂,侵涂,LB膜,浇铸,自组装等技术制成大面积薄膜。
四.悬挂体系的研究与创新
有机发光器件的发光颜色是通过“发光体”调节的,国内外较多的研究主要一有机染料掺杂入有机发光二极管材料为多,在有机发光二极管材料中掺杂少量光致发光染料是一种很好的调节方式。
用光之发光染料掺杂制备的有机发光二级管材料,发光颜色可遍及整个可见光区域,且效率高,寿命长,其电致发光光谱会变窄,即色纯度增强,这对全色显示是非常有利的。
Lee等人讲8%的Ir(PPY)3掺杂到PVK中,得到1.9的外量子效率,光度峰值伟2500cd/m2.从器件的发光光谱来看,能量PVK传递到Ir(PPY)3中,使其三线态发光。
国内华南理工大学黄剑等合成了取代苯基吡啶的Ir(PPY)3,用气掺杂到取代聚合本CNPP和EHOPPP中,得到量子效率达4.4%的三线态发光器件,这类器件讲金属络合物的搞笑三线态发光与聚合物的良好加工性结合起来。
但是将有机染料“发光器”掺杂入有机材料中调节有机发光器件颜色的方法存在着在器件正常工作条件下易散射和重结晶以及器件化难等缺点,给进一步提高电致发光材料的发光效率,延长使用寿命带来了较大的障碍。
因而今年来人们提出了一种新颖的方法,即将有机色素类“发光单元”与可溶性共轭可聚合载流子注入传输体键联合成的电致发光材料可看成是一种分子内含有有机色素发光体的“悬挂体系”。
共轭体系中大部分难以溶解于有机溶剂中,采用。