有机电致发光材料及器件导论
有机电致发光器件OLED技术介绍
有机电致发光器件OLED技术介绍有机电致发光器件OLED（Organic Light Emitting Diode）是一种新型的发光器件技术，由有机材料制成。
OLED技术结合了有机材料的特性和发光器件的的特性，可以在不需要背光的情况下发出颜色丰富、亮度较高的光。
它具有响应快、发光效率高、能耗低等优点，因此在显示技术领域具有广阔的应用前景。
OLED技术是基于有机材料中的发光现象。
有机材料是一种由碳元素构成的化合物，具有很强的光致发光特性。
与传统的LED器件相比，OLED器件不需要外部的背光源，而是利用有机材料自身的特性直接发光，因此OLED器件可以制作得非常薄，达到几个纳米的厚度。
OLED器件由四个不同的部分组成：一层有机发光层、两层电极和一层衬底层。
其中，有机发光层是OLED器件的最关键部分，它薄至仅几纳米，通过在该层中注入电荷，有机分子发生电致发光现象。
电荷分为正电荷和负电荷，它们在有机发光层内重组，释放出能量并发出光。
有机发光层的材料通常采用芳香族化合物以及有机金属配合物等。
OLED的工作原理是由电流经过电极进入有机发光层时，电流携带着电子和正孔进入有机发光层，电子和正孔在该层中相遇并发生复合。
在复合的过程中，电荷之间的能量被释放成光能，发出可见光。
而且，由于电荷可以自由运动，OLED器件具有快速的响应速度，可以实现高频率的图像刷新，扩大了其在电视和显示器领域的应用。
OLED技术具有许多优势。
首先，它可以制造出非常薄、灵活的器件。
由于有机材料可以制造成非常薄的膜，因此OLED显示器可以做到薄如蝉翼，并且可以弯曲、折叠，实现更灵活的设计。
其次，OLED器件具有高亮度和鲜艳的颜色。
由于OLED器件可以直接发光，而不需要背光源，因此可以实现更高的亮度，并且颜色更加鲜艳，对比度更高。
此外，OLED 器件的发光效率也比传统的LED器件高，能耗更低。
最后，OLED器件具有非常快速的响应速度。
由于电荷在有机材料中的运动速度非常快，因此OLED器件可以实现高频率的图像刷新，不会出现拖影现象。
OLED有机电致发光材料与器件
1、有机材料中载流子输运（纵波、孤子）P16~P17与无机半导体或单晶材料不同的是，有机半导体中并没有延续的能带，有机半导体的结构中都会有去定域化的π电子，这些电子比较自由，但也只被局限在分子之内，因此，跳跃式的理论最常被用来说明电荷在有机分子间传递的现象，即在一电场的驱动下，电子在被激发或被注入至分子的LUMO能级后，经由跳跃至另一分子的LUMO能级，以达到传递的目的。
需要特别指出的是，电荷并不只是简单地以电子或空穴存在于这些有机分子中，而是带电荷的位置会伴随化学键长和结构而变形。
因此，一个电子或空穴加上变形区形成一个单位一起移动，此单位称为极化子。
有机半导体由于电子或空穴的移动往往伴随着结构的变形（核的运动），所以有机半导体中的自由电子或空穴的迁移率一般比无机半导体或金属中的低。
2、OLED结构（从能级匹配分析）P27~P29发光层（EML）、电子/空穴输运层（E/HTL）、阻隔层（BL）、电子/空穴注入层（E/HIL）、激子幽禁层（ECL）激子：在光跃迁过程中，被激发到导带中的电子和在价带中的空穴由于库仑相互作用，将形成一个束缚态，称为~。
而激子的复合导致发光。
淬灭：在这里，淬灭是指在荧光过程中，光子产生的数量在很短的时间内衰减或者消失。
PS：空穴阻隔是因为阻隔层的HOMO能级比发光层高，因此在EML和BL间会产生很大的能垒，空穴的传递会被阻挡在发光层与阻隔层的界面，增加了空穴在界面的浓度，如此可增加电子、空穴在发光层发生复合的几率。
而这些阻隔层的三重态激发态的能隙也要比发光层大，才可防止能量转移至电子输运层而消光。
3、OLED发光原理（主发光、掺杂、主客体关系）P23、P14步骤一：当施加一正向外加偏压，空穴和电子克服界面能垒后，经由阳极和阴极注入，分别进入空穴输运层（HTL）的HOMO能级和电子输运层（ETL）的LUMO能级；步骤二：电荷在外部电场的驱动下，传递至空穴输运层和电子输运层的界面，因为界面的能级差，使得界面会有电荷的累积；步骤三：当电子、空穴在有发光特性的有机物质内复合，形成处于激发态的激子，此激发态在一般的环境中是不稳定的，能量将以光或热的形式释放出来而回到稳定态的基态，因此电致发光是一个电流驱动的现象。
有机高分子电致发光材料及器件
西北工业大学
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PLED
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有机电致发光器件的结构示意图 西北工业大学
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PLED材料的性能参数
发光光谱
发射光谱通常有两种,即光致发光光谱(PL)和电致 发光光谱(EL)。PL光谱是由光能激发的,而EL光谱 则需要电能的激发。通过比较器件的光谱和不同载 流子传输材料和发光材料的光谱,可以得出复合区 的位置以及实际发光物质等信息。一般说来,光谱 分散范围愈窄,其单色性愈好
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Angew. Chem. Int. Ed. 2014, 53, 1048 –1052
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J. AM. CHEM. SOC. 9 VOL. 131, NO. 40, 2009
小分子类：
蒽化合物、芴类小 分子 、芳胺类材 料 、喹吖啶酮类 、 有机类硼类蓝光材 料
聚合物类：
聚对苯乙烯撑，聚 噻吩，聚苯胺、和
聚咔唑
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有机电致发光材料与器件导论课程设计
有机电致发光材料与器件导论课程设计一、选题背景及目的有机电致发光材料是一类新型的功能材料，其具有较高的发光效率、丰富的发光颜色和宽广的应用前景。
有机电致发光器件是利用有机电致发光材料制备的，其具有可调的发光特性、可塑性高、低成本等优点。
因此，有机电致发光材料与器件的研究在光电学、材料学、电子学等领域具有重要的应用前景。
本课程设计旨在通过对有机电致发光材料与器件的介绍，使学生对于这一新型材料以及相关器件的构成和应用进行了解，了解其研究状况和发展趋势，并通过实验来深入了解其物理机理和应用。
二、课程设计内容1.有机电致发光材料的性质及其发光机理（1）有机分子的能级结构和激发态（2）有机电致发光材料的结构、光致发光和电致发光特性（3）有机电致发光材料的分子设计和合成（4）电子注入、输运和复合的物理机理2.有机电致发光器件的结构和制备（1）有机电致发光器件的结构和性能要求（2）器件的组成和制备方法：ITO玻璃/有机电致发光材料/电极（3）器件的特性测试方法3.实验内容（1）有机电致发光材料的合成和表征（2）有机电致发光器件的制备和测试（3）测试数据的处理和分析4.课程设计要求（1）学生需要对于有机化学和电子学等方面有一定的基础（2）完成相应的阅读任务和理论学习（3）参加实验和完成实验报告三、参考文献1.Liu J, Cao Y. Organic light-emitting diodes: materials,devices, and applications[M]. Springer Science & Business Media, 2006.2.Kokubo K, Hasobe T, Araki Y, et al. Organicelectroluminescent devices: synthesis, properties, andapplications[J]. The Chemical Record, 2005, 5(2): 82-94.3.Chen Q, Wang S, Zhang X, et al. Advances in the synthesisof high-performance phosphorescent and fluorescent materials for organic light-emitting diodes[J]. Journal of Materials Chemistry C, 2019, 7(5): 1279-1304.4.Lee C Y, Kaake L G, Garces F O, et al. Electroluminescenceand electronic transport properties in organic light emittingdevices with Al and Nq or Alq3 as electron injection layers[J].Journal of Applied Physics, 2005, 98(7): 074502.5.Krames M R, Shchekin O B, Mueller-Mach R, et al. Status and future of high-power light-emitting diodes for solid-statelighting[J]. Journal of Display Technology, 2007, 3(2): 160-175.。
有机电致发光器件(OLED)课件
OLED技术的创新与突破
提高效率和稳定性
通过材料和工艺的改进，提高OLED的发光效率和 稳定性，延长使用寿命。
柔性显示技术
进一步研究柔性OLED显示技术，实现更轻薄、可 弯曲的显示产品。
多功能集成
探索将触摸功能、传感器等集成到OLED显示面板 中，实现更多功能。
OLED产业的发展趋势与展望
市场规模持续增长
随着OLED在更多领域的应用，市场规模将持续增长，带动产业的 发展。
技术竞争加剧
随着技术的不断进步，OLED产业将面临激烈的技术竞争，促使企 业加大研发投入。
产业布局优化
随着全球产业格局的变化，OLED产业将进一步优化布局，形成更 加合理的产业链结构。
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有机电致发光器件（ OLED课件
• OLED基础知识 • OLED器件结构与性能 • OLED制造工艺与设备 • OLED市场与技术发展趋势 • OLED的未来展望
01
OLED基础知识
OLED的定义与特点
总结词
OLED是一种有机电致发光器件，具有自发光的特性，能够实现高对比度、广 视角、快速响应等优点。
OLED在未来的应用前景
显示器技术
随着显示技术的不断进步，OLED 有望成为下一代主流显示技术， 广泛应用于电视、电脑、手机、 平板等电子产品。
照明领域
OLED具有自发光的特性，可以做 成柔性的照明产品，为室内外照明 提供新的解决方案。
可穿戴设备
随着可穿戴设备的普及，OLED的轻 薄、柔性特点使其在智能手表、健 康监测器等设备上具有广阔的应用 前景。
OLED技术的挑战与机遇
挑战
OLED技术的成本较高，良品率较低，且寿命相对较短，这些 问题制约了OLED技术的进一步普及和应用。
有机电致发光材料与器件
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 PerformanceOverviewtianjia(Class0413 Grade2006 in College of Information&Technology,JilinNormal 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 betweenthe vegetables. Each OLED display unit can be controlled to produce three different colors of light. OLED and LCD as well- II -as active and passive distinction. Passive mode selected from the ranks of the unit address to be lit. Active mode, OLED module has a thin film transistor (TFT), light-emitting unit in the TFT-driven light. More active in OLED power, but the passive OLED display performance better.Keywords oledHole blocking Device performance- III - Structural optimization目录第1章绪论.................................................................................................... (1)1.1 有机电致发光的发展背景 (1)1.2 国内外动态和进展 (3)1.3 课题研究的意义 (4)第2章有机电致发光器件的相关理论 (5)2.1 有机电致发光器件发光机理 (5)2.2 小分子有机电致发光材料..................................... (6)第3章有机电致发光器件的制备与测试 (8)3.1 实验材料和仪器 (8)3.2 主要材料和试剂 (8)3.3 膜层制备.................................................................................................... . (9)第4章OLED的基本要素 (10)4.1 OLED的关键工艺 (10)4.2 OLED的彩色化技术 (11)4.3 OLED的优缺点 (13)4.4 OLED的应用..................................................................................................144.5 技术分类.................................................................................................... .. (15)第5章OLED的驱动方式 (17)5.1 无源驱动.................................................................................................... .. (17)5.2 有源驱动.................................................................................................... .. (18)5.3 主动式与被动式比较 (19)第6章结论和展望..................................................................................................206.1 结论.................................................................................................... . (20)6.2 展望.................................................................................................... . (21)结论.................................................................................................... . (22)参考文献.................................................................................................... . (24)附录.................................................................................................... (25)致谢.................................................................................................... (26)- IV -第1章绪论1.1 有机电致发光的发展背景显示器集电子、通信和信息处理技术于一体,被视为电子工业在本世纪继电子和计算机之后的又一个重大发展机会。
OLED有机电致发光材料与器件
OLED有机电致发光材料与器件摘要本文概述了OLED的发展简史，并简单介绍了OLED有机电致发光器件的基本结构与发光机理。
此外，还对比了OLED与PLED，这两种系列材料只是材料特性和成膜方法不同，本质上却无异。
相较于LCD，OLED具有很大优势，但仍面临寿命短等技术瓶颈。
随着研发力度的加大，其技术瓶颈将会被逐渐解决，可以预见在未来的显示市场，OLED必将是绝对主流产品。
关键词：有机电致发光器件；OLED显示器OLED (Organic Light Emitting Device）全名叫做有机电致发光器件，是指有机半导体材料和发光材料在电场驱动下，通过载流子注入和复合导致发光的现象。
其原理是用ITO透明电极和金属电极分别作为器件的阳极和阴极，在一定电压驱动下，电子和空穴分别从阴极和阳极注入到电子和空穴传输层，电子和空穴分别经过电子和空穴传输层迁移到发光层，并在发光层中相遇，形成激子并使发光分子激发，后者经过辐射弛豫而发出可见光。
辐射光可从ITO一侧观察到，金属电极膜同时也起了反射层的作用。
根据这种发光原理而制成显示器被称为有机发光显示器，也叫OLED显示器[1]。
1.OLED有机电致发光显示器件的发展简史1963年New York University的Pope[2]等第一次发现有机材料单晶蒽的电致发光现象。
1982年Vincett[3]的研究小组制备出厚度0.6 蒽的薄膜，并观测到电致发光。
1987年Kodak公司的邓青云等采用了夹层式的多层器件结构，开创了有机电致发光的新的时代[4]。
1990年，英国剑桥大学Cavendish实验室的Burroghes[5]等人首次采用共轭聚合物聚对苯撑乙烯（PPV，polyphenylene vinylene)制作了高分子发光二极管，简化了制备工艺，开辟了发光器件的又一个新领域—聚合物薄膜电致发光器件。
1997年，Princeton Univ. Forrest S R的小组发现磷光的有机电致发光材料，使得有机电致发光器件的内量子效率可能到达100％。
(完整版)第二章 有机电致发光的基本原理
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。
第七章有机高分子电致发光材料和器件
然而由于大多数有机电致发光材料不是同时具有空 穴和电子传输性质，即都是单极性的，因而由这种材料 做成的单层器件，会使电子和空穴的复合偏移向某一电 极，容易导致电子或空穴被该电极猝灭，降低材料的发 光性能。发光性能优良的器件要求电子和空穴达到合适 的比例，从而去提高发光效率，于是就发展了双层 (图 1.1b, 1.1c) 、三层(图1.1d)甚至多层 (图1.1e)结构的 OELD双层器件，另外，由于大多数有机物都是绝 缘体，因此只有在高的电场强度下才能使载流子在不同 分子间传输，所以有机膜的厚度过大，将使器件的驱动 电压要求高，这将失去了 OELD的实际应用价值，为此 一般所用的有机膜的总厚度不超过几百纳米，从而限制
7.1.1 发展历史简介
电致发光材料的研究首先是从无机材料开始的。 在电致发光领域曾占主导地位的无机电致发光材料， 主要是碱金属卤化物及 ZnS [7-9] 。然而，已经多年 在工业上实际采用的无机材料普遍存在着筑成的器 件稳定性不够，材料本身的稳定性和附着性差，采 用高压集成电路，所要求的电压高，材料的发光颜 色单调，难于实现全色显示，许多材料的发光效率 低、寿命短、难加工且制作成本高，因而难以实现 大面积全色显示屏等问题。随着科学的发展人们把 研究目光转向了发光效率高的有机物质。
通常OELD 的发光过程分为 5个阶段来进行： (1) 载流子的注入 。在外加电场的作用下，电子从
阴极向有机物薄膜的最低未占据分子轨道 (LUMO )注 入，而空穴由阳极向有机物的最高占据分子轨道 (HOMO ) 迁移过程；
(2) 载流子的迁移 。注入的电子和空穴分别从电子 传输层和空穴传输层向发光层迁移，这一过程是一 种电化学氧化 —还原过程；
H2
* CC *
H
n
有机电致发光材料及器件导论
有机电致发光材料及器件导论1. 电致发光(EL):发光材料在电场作用下，受到电流和电场的激发而发光的现象，是一个将电能直接转化为光能的一种发光过程(非热转换即不是通过热辐射实现的)。
2. FED,PDP,LCD都存在问题，不能满足时代需求，所以研究更为高效的有机电致发光器件(OLED)。
OLED特点:材料选择有机物，高分子，因而选择范围宽;驱动电压低;发光亮度和发光效率高，发光视角宽，相应速度快;器件可弯曲，不受尺寸限制，分辨率高等。
3. 基态:分子的稳定态即能量最低状态;激发态:被激发后，分子的电子排布不遵循构造原理。
激发态分子内的物理失活:辐射跃迁和非辐射跃迁。
而辐射跃迁:释放光子而从高能激发态失活到低能基态的过程。
导致电子运动轨道界面减少;在势能面上跃迁是垂直发生的。
4. 有机半导体:在外电场作用下，电子和空穴在LUMO和HOMO间的跳跃产生电流。
而掺杂半导体中的载流子浓度大于本征半导体(电子和空穴浓度相同)，所以导电性更好5. 直流注入式有机电致发光:在有机EL器件的两端电机上加上直流电源，通电后发光器件受电激发的作用而发光的现象。
过程:载流子注入，载流子传输，电子和空穴碰撞形成激子(激子是彼此束缚在一起的电子和空穴对)，激子辐射退激发发出光子。
6. 单线态激子是总自旋为0的激发状态;注入的电子和空穴形成的单线态和三线态激子的比例正比于其状态数，有机电致发光的量子效率最大为25%;Forster能量转移:能量从主体向掺杂材料的传递方式，能在较远距离内实现，为单线态激子;Dexter能量转移:只能在紧邻分子间实现，为三线态激子。
7. 单层器件:单层有机薄膜被夹在ITO阴极和金属极之间，形成的是单层有机电致发光器件。
但是单层器件的载流子的注入不平衡，器件发光效率低。
三层器件是目前OLED中最常用的一种。
在实际的器件中，在发光层往往采用掺杂的方式提高器件性能8. 器件制备过程:刻蚀好的ITO玻璃—清洗—臭氧/氧等离子体处理—基片置于真空腔体—抽真空—蒸发沉积有机薄测试表征膜和阴极—取出器件并封装—9. 有机小分子发光器件通常用真空蒸发沉积的方法制备构成器件的薄膜，整个过程要在真空腔内完成(真空度高于10^-4Pa)。
有机电致发光材料
有机电致发光材料
有机电致发光（OLED）材料是一种在电场作用下产生发光的有机材料，具有高亮度、高对比度、宽视角、薄、轻、柔性等特点，被广泛应用于显示器、照明、生物医药等领域。
有机电致发光材料的研究和开发已经成为当今光电材料领域的热点之一。
首先，有机电致发光材料具有优异的发光特性。
它能够在低电压下产生高亮度的发光，具有较高的发光效率和光电转换效率。
同时，OLED材料的发光波长范围广，可以实现全彩色显示，满足不同应用场景的需求。
此外，有机电致发光材料还具有快速响应速度和良好的稳定性，能够长时间保持良好的发光性能。
其次，有机电致发光材料具有良好的加工性能和柔性。
OLED材料可以通过溶液法、真空蒸发法等简单加工工艺制备成薄膜，适用于各种基板材料上。
同时，有机电致发光材料可以制备成柔性器件，具有弯曲、折叠等特性，可以应用于柔性显示器、可穿戴设备等领域，拓展了其应用范围。
此外，有机电致发光材料还具有环保、节能的特点。
相较于传统的无机发光材料，OLED材料不含重金属等有害物质，对环境友好。
同时，有机电致发光材料在低电压下即可发光，具有较低的功耗，能够实现节能减排的效果，符合可持续发展的趋势。
总的来说，有机电致发光材料具有优异的发光特性、良好的加工性能和柔性、环保节能等优点，是一种具有广阔应用前景的新型光电材料。
随着技术的不断进步和应用需求的增加，有机电致发光材料必将在显示、照明、生物医药等领域发挥越来越重要的作用，为人类生活带来更多的便利和美好。
有机电致发光器件和材料共90页
上的N原子具有很强的给电子能力， 容易氧化形成阳离子自由基(空穴) 而显示出电正性 。
(3)能真空蒸镀形成无针孔的薄膜.
4.2空穴传输材料
4.2.1成对偶联的二胺类化合物
NPB是最长用的空穴传输材料之一，其Tg比TPD的高，但是还不 够理想，改良以后的FFD（Tg=165 oC），性能更好。
4.2空穴传输材料
4.2空穴传输材料
4.2.4枝形的三苯胺空穴传输材料
(1)多枝形的三苯胺空穴传输材料
Tg(35)=169 oC Tg(36)=145 oC Tg(37)=185 oC
Tg(38a)=148 oC Tg(38b)=152 oC
80 <Tg<111 oC 与Alq3形成的双层器件的亮度在14 000 <L< 20 000 cd/m2
4.2.9聚合物空穴传输材料
相对于有机小分子空穴传输材料而言，聚合物空穴 传输材料发展并不算太快，目前只有那些高度有序 -共扼聚合物，如聚唾吩、聚药，以及像聚甲基苯 硅的共轭聚合物才具有与小分子空穴传输材料抗衡 的空穴迁移性能。同时，这些共聚合物通常都可以 作为发光材料。 在后面章节进行介绍。
4.3电子传输材料
4.2.2“星形”三苯胺化合物
(1)分子中心含有苯基(TDAB系列) (2)分子中心含有1,3,5一三苯基苯(TDAPB系列) (3)分子中心含有三苯胺(PTDATA系列)
(1)分子中心含有苯基(TDAB系列)
(2)分子中心含有1,3,5-三苯基苯(TDAPB系列) Tg(23b)=107 oC, Tg(24)=130 oC
主要特点:
(1)材料具有大的电子亲和势和高的电子迁移率，从而有利 于注入电子的传输;
(2)材料的稳定性好，能形成统一致密的薄膜； (3)材料具有高的激发态能级，能有效地避免激发态的能量 传递，使激子复合区在发光层中而不是在电子传输层形成。
第七章有机高分子电致发光材料和器件
第七章有机高分子电致发光材料和器件有机高分子电致发光材料和器件是一种新型的发光材料和器件，其通过在高分子材料中引入发光分子，利用电场激发和控制发光，具有较高的发光效率和较长的寿命。
有机高分子电致发光材料和器件在显示、照明、生物医学和传感器等领域具有广泛的应用前景。
有机高分子电致发光材料和器件的基本原理是电发光机理，即通过施加电场刺激分子激发态，使其经过电子跃迁释放光子，实现发光。
该技术具有以下优点：首先，有机高分子电致发光材料能够实现宽光谱范围的发光，可以通过合理设计分子结构和化学修饰来调控发光波长和颜色；其次，该材料发光效率高、亮度高，并且具有很快的响应速度；此外，材料制备相对简单，成本较低，适合大规模生产。
有机高分子电致发光材料和器件可以应用于各种显示器件，如有机发光二极管（OLED）和柔性显示器。
OLED是一种利用有机高分子电致发光材料制造的显示器件，具有自发光、高对比度、宽视角等优点。
相比传统液晶显示器，OLED显示器的亮度更高，更薄，更省电。
此外，由于有机高分子材料的柔性特点，可以实现柔性显示器，将显示器应用于可穿戴设备、曲面屏幕等。
有机高分子电致发光材料和器件还可以用于照明领域。
传统的照明设备如白炽灯和荧光灯存在能源消耗大、汞污染等问题，而有机高分子电致发光材料可以使用更低的电压获得较高的亮度，具有更好的能源效率。
同时，由于有机高分子材料的柔性特点，可以制造出柔性照明设备，使得照明方式更加多样化。
此外，由于有机高分子材料对生物相容性好，可以在生物医学领域应用。
例如，可以将有机高分子电致发光材料制备成荧光探针，用于生物分子的检测和成像。
这些探针可以灵敏地检测到病原体、癌细胞和分子信号，为生物学研究和疾病诊断提供有效的工具。
在传感器领域，有机高分子电致发光材料和器件也具有广泛的应用。
其可以制备成传感器材料，用于检测环境污染物、气体成分和生物分子等。
这些传感器可以实现高灵敏度、快速响应和实时监测，为环境监测和生命科学研究提供有效的手段。
有机电致发光器件简介
空穴传输层
总结词
空穴传输层负责传输空穴到发光层。
详细描述
空穴传输层通常由有机材料组成，如多苯基小分子或聚合物，这些材料具有较高的空穴迁移率，能够有效地将空 穴传输到发光层。
度的显示效果。
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多色与高分辨率有机电致发光器件研究进展
多色与高分辨率有机电致发光器件是未 来发展的重要趋势之一，其研究进展主 要集中在彩色显示和高分辨率显示两个
方面。
在彩色显示方面，研究者通过合成不同 颜色的发光材料和精细的掺杂技术，实
现全色显示和多色动态显示。
在高分辨率显示方面，研究者采用高精 度印刷和纳米光刻技术，制备高分辨率 的像素电极和功能层，从而实现高清晰
照明应用
总结词
有机电致发光器件具有高效、环保、可弯曲 等优点，在照明领域具有广阔的应用前景。
详细描述
有机电致发光器件的发光效率高，能够实现 高效照明，同时其环保无汞的特性符合绿色 照明的趋势。此外，有机电致发光器件还可 以制成柔性照明产品，如柔性灯带、可折叠 灯具等，具有广泛的应用场景。
生物成像与传感应用
热活化延迟荧光材料的发光寿命较长， 且具有较高的发光效率，因此在有机 电致发光器件中具有广阔的应用前景。
04
有机电致发光器件的应用
显示应用
总结词
有机电致发光器件在显示领域具有高对 比度、宽色域、低能耗等优势，被广泛 应用于电视、显示器、广告牌等显示设 备。
VS
详细描述
有机电致发光器件通过电流激发有机材料 ，产生可见光，具有自发光的特性，无需 背光源，因此可以实现高对比度和宽色域 的显示效果。同时，有机电致发光器件的 能耗较低，能够降低显示设备的运行成本 和维护成本。
有机电致发光器件简介课件
21世纪
全彩色、高亮度、大面积的 OLED显示技术得到广泛应用。
02
有机电致发光器件的材料
电子传输层材料
电子传输层材料的主要作用是传输和捕获空穴，其基本要求是具有较高的电子迁移率以及能级匹配，以确保电子和空穴的有 效注入。常见的电子传输层材料包括金属氧化物如ZnO、Ta2O5等。
05
有机电致发光器件的实验研究
实验设备与环境
实验设备
EL器件制备设备、光谱分析仪、电压/电流表、恒流电源等。
实验环境
无尘室、恒温恒湿环境、防震台等。
实验过程与步骤
器件制备
清洗基底、真空镀膜、光刻、刻蚀等。
性能测试
光谱分析、亮度测量、电压/电流测量等 。
数据记录与处理
记录实验数据，分析数据，得出结论。
寿命问题
大面积生产问题
有机材料的老化速度较快，导致有机电致 发光器件的寿命相对较短。
目前有机电致发光器件的生产主要依赖于 真空镀膜技术，这使得在大面积上制造这 些器件变得非常困难且成本高昂。
未来的发展前景
新材料开发
随着材料科学的不断发展，未来可能 会有更多高效、稳定的有机电致发光 材料被发现，进一步提高器件的性能 。
电子传输层材料的能级调整对于器件性能至关重要，通常通过掺杂等方式进行能级调控，以提高电子注入效率和载流子平衡 。
空穴传输层材料
空穴传输层材料的主要作用是传输和注入空穴，同时 阻挡电子，防止其进入发光层。该层材料需要具有较 高的空穴迁移率以及合适的能级结构，以实现有效的 空穴注入和传输。常见的空穴传输层材料包括有机材 料如NPB（N,N'-双（3-甲基苯基）-N,N'-双（4-叔 丁基苯基）-1,1'-联吡啶嗡氯化物）和CuPc（铜酞菁 ）。
有机电致发光材料与器件
经典材料
口恶二唑衍生物（PBD） 三唑衍生物（TAZ） 8-羟基喹啉铝 PPOPH PPOOPH
器件结构
单层结构器件 多层结构器件 量子肼结构器件 微腔结构器件
有机空穴传输材料
较高的空穴迁移率 良好的成膜性 较小的电子亲和能，利于空穴注入 较低的电离能，对电子有阻挡作用 较高的激发能量，防止激子的能量传递 良好的热稳定性
经典材料
三芳胺类有机分子（TPD、α-NPB、mMTADATA、TPTE） 聚乙烯基咔唑（PVK） 聚硅烷（PMPS）
有机电子传输材料
器件性能
发光颜色 发光效率 稳定性和寿命
–
>10000h
展望
可以预期在未来的几年中，有机电致发光的研究 将会取得重大的进展和实质性的突破，使有机全 色平面显示成为实用化的现代平板显示技术。
单层LED器件能级图 器件能级图 单层
有机分子的能级跃迁过程
有机电致发光材料
较高的荧光量子效率 较好的载流子传输特性 容易真空升华成膜 良好的光和热稳定性
经典材料
8-羟基喹啉铝（绿光532nm） LiB(mq)4(蓝光470nm） 聚苯乙烯撑（黄绿） 聚噻吩（红光） 聚对苯撑和聚烷基芴（蓝光）
有机电致发光材料与器件
张家鑫 May. 14
历史背景
1963 1987 1988 1990 Pope 蒽单晶 Tang 8-羟基喹啉铝 Saito&Tsutsui Burroughes PPV 单层 双层 三层 高分子
有机电致发光原理
有机电致发光器件与材料教材
电子注入层材料 （EIM）
• 碱金属化合物
Li2O LiBO2 K2SiO3 Cs2CO3 CH3COORb ...
• 碱金属氟化合物
LiF NaF KF RbF CsF ...
电子输送材料(ETM) / 空穴阻隔材料(HBM)
荧光发光材料
• • • • • 红光材料 绿光材料 蓝光材料 黄光材料 白光材料
BLUE
GREEN
YELLOW
ORENGE
RED
UDC (Triplet)
Kodak
N O Al O O N
N N
Host
Idemitsu
ADN
Kodak
N
CBP
Alq3
DPVBi
NCTU Alq3 / Rubrene -- co-host
Kodak
Pioneer
O H N N H O
For HD DVD or Blu-Ray
◆ 有机导体和超导体
Se Se Se Se
S S S S S S S S
TMTSF 四甲基四硒富瓦烯 ● 第一： (TMTSF)2PF6
BEDT-TTF 双-(亚乙烯基二硫代)四硫富瓦希 [ Tc = 0.9 K, 1.2×109 Pa ] [ Tc = 12.8 K ]
规格 亮度 应答时间 视讯 颜色纯度 视角 对比度 功率消耗 寿命 a-Si 15” TFT LCD 200 cd/m2 8 – 20 ms Semi Video Image 75 % 160 ° 250 – 300 : 1 15 – 40 W ＞ 20000 h 15” AM LTPS OLED (SAMSUNG SID2003) 300 cd/m2 ＜ 1μs Perfect Video Image 90 % 170 ° ＞ 300 : 1 ＜ 10 W ＞ 20000 h
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有机电致发光材料及器件导论
引言：
近年来，由于有机电致发光材料及器件的研究和应用取得了巨大的进展，成为光电领域的研究热点之一、有机电致发光材料及器件具有很高的
发光效率、易于制备、柔性可折叠等特点，被广泛应用于平板显示、照明、生物传感等领域。
本文将介绍有机电致发光材料及器件的基本原理、制备
方法以及应用前景。
一、有机电致发光材料的基本原理
有机电致发光材料是一种能够通过施加电场来实现发光的材料，其基
本原理是在有机半导体材料中注入载流子，通过载流子在材料中的扩散和
再组合过程中释放出能量，从而产生发光。
一般来说，有机电致发光材料
包括发光层、载流子注入层和电极层等。
载流子注入层用于实现载流子从
电极注入到发光层，电极层用于提供足够的电场以驱动载流子在发光层中
运动。
二、有机电致发光材料的制备方法
1.分子设计法：有机电致发光材料的制备通常需要合成复杂的有机分子，具有特殊的分子结构和能级分布。
通过分子设计法，可以设计出具有
良好光电性能的有机分子，进而制备出高效的电致发光材料。
2.整体法：整体法是一种将有机分子溶解在溶剂中，通过溶液沉积、
旋涂等技术制备电致发光材料的方法。
这种方法制备的电致发光材料结构
均匀、制备成本较低，但是光电转换效率较低。
3.蒸发法：蒸发法是一种将有机分子在真空条件下蒸发沉积在基板上
的方法。
这种方法制备的电致发光材料具有较高的光电转换效率和较好的
膜层质量，但是制备过程较为复杂。
三、有机电致发光器件的制备方法
1.有机电致发光二极管（OLED）：OLED是一种采用有机电致发光材
料制备的光电器件，具有高亮度、广色域、快速响应等特点。
OLED器件
由ITO透明导电玻璃基板、有机电致发光层、载流子注入层和金属电极等
组成。
制备OLED器件的方法主要有真空蒸发法、旋转涂敷法和喷墨印刷
法等。
2.有机电致发光场效应晶体管（OFET）：OFET是一种利用有机电致
发光材料制备的场效应晶体管。
OFET器件由基底、源极、漏极和门极等
组成，其中源极和漏极之间的有机电致发光材料层起到了发光的作用。
制
备OFET器件的方法主要有溶液旋转法、蒸发蒸镀法和纳米印刷法等。
四、有机电致发光材料及器件的应用前景
由于有机电致发光材料及器件具有发光效率高、制备成本低、柔性可
折叠等优点，因此在平板显示、照明、生物传感等领域具有广阔的应用前景。
尤其是柔性OLED器件可以应用于可穿戴电子产品、可卷曲显示屏等
领域，具有巨大的市场潜力。
结论：
有机电致发光材料及器件是光电领域的研究热点之一，具有很高的发
光效率、易于制备、柔性可折叠等特点。
随着相关技术的不断发展和完善，有机电致发光材料及器件在平板显示、照明、生物传感等领域的应用前景
将会越来越广阔。