有机小分子电致发光材料
有机小分子发光材料的研究
Vol 135No 111・4・化 工 新 型 材 料N EW CH EMICAL MA TERIAL S 第35卷第11期2007年11月基金项目:四川省应用基础研究基金资助项目(04J Y0292104)。
作者简介:杨定宇(1976-),男,博士研究生,讲师,主要从事薄膜材料与器件的研究。
有机小分子发光材料的研究杨定宇 蒋孟衡 涂小强(成都信息工程学院光电技术系,成都610225)摘 要 系统介绍了红、绿、蓝三基色有机小分子电致发光材料的分类,分析了材料发光特性与分子结构的关系,并介绍目前的最新研究进展。
关键词 有机发光材料,浓度淬灭,发光效率,色纯度R esearch on molecular organic electroluminescent materialsYang Dingyu Jiang Mengheng Tu Xiaoqiang(Chengdu University of Information Technology ,Chengdu 610225)Abstract The types of the molecular tricolor EL materials were introduced systematically ,then analyzed the con 2nections between the EL performance and molecular structure.Moreover ,the latest progress was also presented.K ey w ords organic electroluminescent material ,concentration quenching ,luminous efficiency ,color purity 自1987年Tang 等[1]制备成功低压驱动的小分子发光器件以来,有机发光技术已取得了巨大进展,并开始进入产业化进程。
有机电致发光材料..
4. 亮度，效率高；
5. 直流驱动电压低，能耗少，可与集成电路驱动相匹配； 6. 制作工艺简单，成本低；
7. 可实现超薄的大面积平板显示；
8. 良好的机械加工性能,可做成柔性显示器。
聚合物电致发光二极管(PLED)
PLED,即第二种有机发光材料为高分子聚合物，也称为高分子发光 二极管(PLED)，由英国剑桥大学的杰里米伯勒德及其同事首先发现。聚 合物大多由小的有机分子以链状方式结合在一起，以旋涂法形成高分子 有机发光二极管。 作为一种发光显示材料，聚合物发光二极管(PLED)材料具有很强的 应用潜力，因为它是一种自发光的材料，并且还具有制作相对容易的优点。 因此在制作有机发光二极管器件(OLEDs)时，PLED材料是一种很好的基 本材料，因为与小分子OLED材料20 ～25的发光效率相比，PLED材料的 发光效率则为30～40。
驱动电压30V， 但是器件的量子效率很低，小于1％ 特点： (1)单层器件；(2)驱动电压高； (3)器件效率低
3). 1987年美国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。
创新点：(1)多功能有机层的结构； (2)超薄的有机层厚度
75nm 60nm驱动Fra bibliotek压小于10V最大外量子效率1％
最大亮度大于1000cd/m2
4).1990年，Burroughs等人将共轭聚合物聚对苯基乙烯（PPV）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， 即聚合物薄膜电致发光器件。
有机电致发光二极管(OLED)
近十多年里,OLED作为一种新型显示技术已经取得了长足的发展， 就器件的发光亮度、发光效率和寿命而言，OLED器件已经基本达到了 实用的要求。
有机电致发光材料的研究进展及应用
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。
有机小分子电致发光器件的蓝光主体材料的合成与表征
分别作 为发光 材料 和掺杂 主体 材料 ．电致发光 （ Ｌ 光谱 见图 ２ 器件 Ｉ的发射 峰 出现在 ４８ｎ Ｅ） ， ４ ｍ处 ， 为 Ｔ ＰＡ 的发射 ；器件 Ⅱ的最大 发射 出现 在 ４６ｎ ＢＦ ５ ｍ处 ， 并在 ４０ｎ ８ ｍ处 有一个 肩峰 ， Ｔ Ｐ 为 Ｂ ｅ的发射 ， 表 明激发 态的 Ｔ Ｐ Ａ可 以将能 量有效地 传递 给 Ｔ Ｐ ．器件 Ｉ和 Ⅱ的 Ｅ ＢＦ Ｂｅ Ｌ光 谱在 ６０ｎ 处都 出现 一个新 ９ ｍ 的发射 峰 ，为探 讨 其 来 源 ，将 Ｔ Ｆ Ａ掺 人 Ｐ Ｋ 中 ，制 备 了器 件 Ⅲ，其 结 构 为 ＩＯ Ｐ Ｄ Ｔ： Ｓ （０ ＢＰ Ｖ Ｔ ／ Ｅ Ｏ Ｐ
皇
宙
８
Ｆｉ ． ＥＬ ｐ ｃ ｒ ｈｅ ＴＢＰＦＡ － ｅ ｖｃ ｓ ｇ２ ｓ ｅ ｔ ａ ｏｆｔ ｂａｓ ｄ ｄｅ ｉｅ ａ ｔ８ Ｖ ・ Ｄｅ ｉｅ ｖｃ Ｉ； ・ ｄ ｖｃ Ｉ ・ ｄ ｖｃ Ⅲ ． ｅ ｉｅ Ｉ； ｅ ｉｅ
Ｆｉ ． Ａｂｓ ｒ ｉ ｄ ｇ１ ｏ ｐｔｏｎ ａｎ ｐｈｏ ｏｌ ｔ ｕｍｉ ｓ ｅ ｃ ｎｅ ｃ ｎ ｅ ｓ ｃｒ ｆＴＢＰＦＡ ｐｅ ｔ ａ ｏ
吸收红移 了 ３ｎ 薄膜 荧光光谱 （ … ＝ ５ ｍ） ｍ； Ａ ４０ｎ 相 １ｄｈｙｎｒｅ ｌｅ Ｃ ｌｉ． ０ ｉｅ ｌｔａ ｎｉｄｕ Ｍｓｕｏ －ｐ ｎａｈｃｅｎｉｔＤ ｏｔ ｎ 对 溶液红 移 了 ７ｎ ｍ，这可能是 化合 物所处 环境 的介 电常数 不 同所 致 ， 同时也 表 明该 材料 在 固态 时分 子间 的作 用较弱 － ． ｏ
曲线通 过 Ｋ ｉ ｌ ４ ０数字源 表测定 ． ｅ ｈｅ ２ ０ ｔ ｙ
２ 结 果与讨 论
２ １ 紫外一 见吸收光谱 和荧 光光谱 图 １ Ｔ Ｐ Ａ的二 氯 甲烷 稀 溶液 和 薄膜 的紫 外一 ． 可 为 ＢＦ 可见 吸 收光谱 和荧 光光谱 ， 图 为蒽二氯 甲烷 （ Ｃ 稀 溶液 的紫 插 Ｄ Ｍ）
小分子有机电致发光材料的合成与性能研究
小分子有机电致发光材料的合成与性能研究随着人们对环境保护意识的提高，绿色能源成为了越来越多人关注的话题。
在绿色能源领域，有机电致发光材料受到了人们的广泛关注。
小分子有机电致发光材料作为一种新型、高效、环保、可重复使用的发光材料，近年来得到了广泛的研究和应用。
小分子有机电致发光材料的合成是困难的，需要对材料的化学结构、发射过程和电子输运等进行深入研究。
此外，对小分子有机电致发光材料的性能研究也非常重要，可以为鉴别材料的优劣提供依据，为其应用于特定领域提供参考。
一、小分子有机电致发光材料的合成小分子有机电致发光材料的合成涉及到多个方面，包括材料的化学结构、发射过程和电子输运等。
其中，化学结构是影响材料电致发光性能的关键因素之一。
目前，针对小分子有机电致发光材料的合成已经有了一些研究成果。
例如，许多研究人员利用立体化学的原理来控制小分子有机电致发光材料的分子结构。
通过合理的设计分子结构，可以控制分子之间的距离和相对位置，从而影响电荷输运和激子的形成和输运过程，改善小分子有机电致发光材料的性能。
此外，还有一些研究表明，改变小分子有机电致发光材料的分子结构也可以改变其电子输运的特性。
通过引入官能团，可以改变材料的能带结构和电子亲和力，从而影响电荷注入、激子的形成和输运等过程。
二、小分子有机电致发光材料的性能研究小分子有机电致发光材料的性能研究是评价材料优劣的重要手段。
不同的应用领域对电致发光材料的性能要求不同，因此性能研究也多样化。
1. 光电特性研究作为一种发光材料，小分子有机电致发光材料的关键性能之一就是光电性能。
这里，重点需要研究的是小分子有机电致发光材料的发光机制。
当前，对于小分子有机电致发光材料的光电特性研究，研究人员一般采用多种研究手段，如动态光电流法、电致荧光光谱、荧光寿命和荧光量子产率等。
利用这些手段可以全面了解小分子有机电致发光材料的光电特性，包括材料的透过率、发射波长、荧光寿命和量子效率等。
无机和有机电致发光材料
无机和有机电致发光材料
电致发光技术是一种通过电场激发材料发光的技术，它已经成为制造高质量平面显示器和照明设备的关键技术之一。
无机和有机材料是目前应用最广泛的电致发光材料，以下是它们的详细介绍。
一、无机电致发光材料
1.磷光体
磷光体是由氧化物或氟化物等高熔点材料和稀有金属离子组成的复合材料，具有较高的耐高温性和抗氧化性。
目前，磷光体已被广泛应用于LED照明和显示器行业。
其中，红色磷光体的发光效率较高，已经成为了LED照明产业中应用最广泛的颜色之一。
2.氮化物LED
氮化物LED是由镓铝氮化物等材料制成的发光二极管，具有发光效率高，颜色纯度度高等特点。
目前，氮化物LED已被广泛应用于绿色、蓝色和紫色LED照明以及RGB LED显示器中。
3.硅基LED
硅基LED是由硅材料和硅基异质结构组成的发光器件，具有低电压、高效率、长寿命等特点。
硅基LED已经成为了微电子学、生命科学、航空航天等领域的关键设备。
二、有机电致发光材料
1.聚合物LED
聚合物LED是由导电聚合物或导电聚合物复合材料制成的发光器件。
它具有发光效率高、颜色范围广等优点，目前已被广泛应用于照明、显示、可穿戴等领域。
2.小分子有机LED
小分子有机LED是由有机荧光分子制成的发光器件，具有可调颜色、发光亮度高等特点。
它已经被广泛应用于OLED电视、OLED照明等领域。
总体来说，无机和有机电致发光材料都具有各自的特点和优缺点。
未来，随着材料科学和控制技术的不断发展，电致发光材料的性能将
得到进一步提高和改善。
1,8-萘酰亚胺类有机小分子电致发光材料的研究进展
２７ ｏ２Ｎ． 囵 圃 ０ ．１１ ｏ ０Ｖ．， ８－ 冒
个 商 品化 的 Ｏ Ｅ Ｌ Ｄ产 品—— 汽 车 音 响显 示 屏 ， 当时
先 锋 的此 项技 术产 品在业 界引起 巨大 轰动 。 目前 ， 相 当多 的手 机 制 造 商 推 出 的 彩 屏 手 机 中都 应 用 Ｏ Ｅ ＬＤ 材 料 。有 机 电致发 光 显示 技 术 已经开 始实 用化 。
维普资讯
第２ １卷 第 ８期 ２０ ０ ７年 ８月
化 工 ８ ￣ ｔ１ Ｊ
Ｃｈ ｍ ｉａ ｎｄ ｓ ｒ ｍｅｓ ｅ ｃ ｌＩ ｕ ｔｙ Ｔｉ
Ｖｏ１２１， ． Ｎｏ． ８
Ａｕ ８． ０ ｇ． ２ ０７
１８ ， 一萘 酰 亚 胺 类 有 机 小 分 子 电致 发 光 材 料 的 研 究 进 展
Ａｂ ｔ ａ ｔ Ｔ ｅ ｒ ｓａ ｃ ｒｇ ｅｓ ｏ ８一 ｎ ｐ ｔ ａｉ ｄ ｒａ ｉ ｍａｌｍｏｅ ｕａ ｅ ｔｏｕ ｎ ｓ ｅ ｔＭａｅ ａｓ ｗａ ｓｒ ｃ ｈ ｅ ｅ ｒｈ ｐ ｏ ｒ ｓ ｆ１， ａ ｈｈ ｌｍｉｅ ａ ｏｇ ｎｃ ｓ ｌ ｌ ｃ ｌｒＥｌｅｒｌ ｍｉｅ ｃ ｎ ｔ ｒ ｌ ｓ ｓ ｉ ｒｖｅ ｄ ａ ｄ ｔ ｅ ｓｒ ｃｕｅ ｆ ａｕｅ ｄ ｒ ｌｔｄ ｔ ｅ ｒ ｒ ｎ ｒｄ ｃ ｄ． ｅ ｉｗｅ ｎ ｈ ｔｕ ｔｒ ｅ ｔｒ ｓａ ｅ ａｅ ｈ ｏ ｗｅｅ ｉ ｔｏ ｕ ｅ ｎ ｙ
的研 究重 点 。
合物 （ ） ， 一萘 酐 本 身 没 有荧 光 ， ４一位 引 入供 １ 。１ ８ 在
电子 基 团（ 氨基 等 ） 如 后形 成强 的 推 电子 体 系 ， 电 子 使
容 易激 发 ， 而 发 出 荧 光 ｌ 从 ［ １ 。这 类 荧 光 材 料 一 般 在
oled显示原理
oled显示原理OLED显示原理。
OLED（Organic Light Emitting Diode）有机发光二极管是一种新型的显示技术，它具有自发光、高对比度、快速响应、视角宽、薄、轻、低功耗等优点，被广泛应用于手机、电视、电子书、车载显示器等领域。
那么，OLED显示原理是怎样的呢？接下来，我们将详细介绍OLED显示原理。
首先，我们来了解一下OLED的基本结构。
OLED显示屏由玻璃基板、阳极、有机发光层、电子传输层和阴极组成。
其中，阳极和阴极用于提供电子和正电荷，有机发光层则是发光的关键部分，电子传输层用于传输电子，玻璃基板则起到支撑和保护作用。
其次，OLED显示原理是电致发光原理。
在OLED显示屏中，当正电荷和电子在有机发光层相遇时，会发生电荷复合，释放出能量，激发有机发光分子发光。
这种发光是自发光的，不需要背光源，因此可以实现真正意义上的纯黑色，大大提高了显示的对比度和色彩表现力。
此外，OLED显示原理还涉及到电子在OLED材料中的输运。
OLED材料通常分为有机小分子和聚合物两种类型。
在有机小分子OLED中，电子和正电荷通过不同的有机材料传输，最终在有机发光层相遇；而在聚合物OLED中，电子和正电荷通过聚合物材料本身进行传输。
这种电子的输运过程对OLED的发光效率和寿命有着重要影响。
另外，OLED显示原理还与OLED的驱动方式有关。
OLED的驱动方式通常分为被动矩阵驱动和主动矩阵驱动两种。
被动矩阵驱动是指每个像素点都需要外部提供电压来驱动；而主动矩阵驱动则是每个像素点都有独立的驱动电路，可以根据需要独立控制。
主动矩阵驱动方式可以提高OLED的刷新率和降低功耗，因此在大尺寸显示屏上得到广泛应用。
综上所述，OLED显示原理涉及到电致发光、电子输运和驱动方式等多个方面。
通过对OLED显示原理的深入了解，我们可以更好地理解OLED显示技术的优势和特点，为其在各种应用领域的发展提供更好的支持和指导。
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
邓青云博士
75nm
驱动电压小于10V
60nm
最大外量子效率1％
最大亮度大于1000cd/m2
创新点： （1）多功能有机层的结构；（2）超薄的有机层厚 度
4).1990年，Ｂurroughs等人将共轭聚合物聚 对苯基乙烯（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。
激发光谱主要分布在400~700nm的可见光区域内，光色要 纯
（3）良好的成膜性，适合真空蒸镀成膜 （4）良好的热稳定性及机械加工性能
3.2.1 小分子电致发光材料
小分子发光材料应满足的要求
• 具有高效率的荧光量子效率；
• 具有良好的化学稳定性和热稳定性，不与电极和载流子 材料发生反应；
传输
• 易形成致密的非晶态膜，不易结晶；
近十多年里,OLED作为一种新型显示技术已经取得了长足的发 展，就器件的发光亮度、发光效率和寿命而言，OLED器件已经 基本达到了实用的要求。
如发光效率：>10lm/W； 稳定性：亮度为100cd/m2时，工作寿命大于1万小时；
发光寿命：绿光器件达8万小时，黄光器件达3万小时，蓝光 器件达8千小时；
5) 电致发光：激发态能量通过辐射失活，产生光子，释放能量。
e
复合
eh
光发射
h
金属阴极 有机层
DC 电源
透明阳极 衬底
3.1.4 主要性能指标 （1）载流子迁移率
载流子迁移率是指载流子（空穴或电子）在单位电场作用下 在给电定材料中的平均漂移速度，是载流子在电场作用下运动 速度的量度，载流子的漂移速度与迁移率成正比关系。 有机材料的载流子迁移率的测量方法： （1） 电荷耗散法 （2） 瞬间电流法 （3） 空间电荷限制电流法 （4） 飞行时间法
第五讲：有机电致发光材料
2021/8/10
武汉工业学院化学与环境工程学院
23
3 有机电致发光器件
3.1 有机电致发光器件的结构 有机电致发光器件(Organic Electro Luminescence
Devices OELD)的效率和寿命与器件结构的设计密切 相关，合理地设计器件结构，对提高器件性能是十 分重要的。
2021/8/10
武汉工业学院化学与环境工程学院
24
OELD结构示意图
2021/8/10
武汉工业学院化学与环境工程学院
25
多层结构
近几年又出现了一种新的多层器 件结构。在ITO和空穴传输层之间 加入一层铜酞菁(CuPc)缓冲层作为 空穴注入层，其效果是可以大大延 长器件的工作寿命。为保证电极与 有机物之间的良好接触及电子的有 效注入，在金属层和有机物之间加 一层很薄的MgO或LiF缓冲层作为 电子注入层，降低了器件的驱动电 压，并使器件的效率和亮度大大提 高。
2021/8/10
武汉工业学院化学与环境工程学院
13
①.在可见光范围内具有较高的荧光量子效率或良 好的半导体特性
②.能有效地传输空穴或电子
③.高质量的成膜特性
④.良好的机械加工性能和光、电、热稳定性。
2021/8/10
武汉工业学院化学与环境工程学院
14
自从1987年OLED研究工作取得实质性进展以来， 人们对OELM进行了广泛而深入的研究，并取得了 可喜的成绩，目前，所合成的OELM成千万，其分 类方法也是多种多样。
的高亮度、高效率有机薄膜电致发光器件，使有机EL获得 了划时代的发展。
＊ Adachi等发表了三层的结构，同样得到了稳定、低驱动
压、高亮度的器件。
2021/8/10
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。
有机电致发光材料感悟
有机电致发光材料学院：化工学院专业:应化姓名：000 学号：20111130152随着信息时代的来临，作为人机界面的新型显示器件的研制，越来越引起人们的重视，特别是各类平板显示器件(FPD)以其体积小、重量轻、能耗低、屏幕大等特点，引发了一股强劲的平板显示器件研制热潮。
作为新一代平板显示器件，有机电致发光器件(OLED)具有如下优点：(1)设计方面：结构简单，成品率高成本低；不需要背景光源和滤光片，因而可以制造出超薄、重量轻、易于携带的产品。
(2)显示方面：主动发光、视角范围大；响应速度快，图像稳定；亮度高、色彩丰富、分辨率高。
(3)工作条件：驱动电压低、能耗低，可与太阳能电池、集成电路等相匹配。
(4)适应性广：采用玻璃衬底可实现大面积平板显示；如用柔性材料做衬底，能制成可折叠的显示器(5)由于OLED是全固态、非真空器件，具有抗震荡、耐低温(一40℃)等特性，在军事方面也有十分重要的应用，如用作坦克、飞机等现代化武器的显示终端。
由于上述优点，有机电致发光器件在手机、个人电子助理(PDA)、数码相机、车载显示、笔记本电脑壁挂电视以及军事领域都具有广阔的应用前景，是一种可刚来替代液晶显示器(LCD)的新型平板显示器件。
因此，OLED是近几年来新材料及显示技术领域研究、开发的一大热点，其产业化势头卜分迅猛。
一、有机电致发光原理有机电致发光是载流子从阳极和阴极双注入式的发光过程，是将电能转化为光能的能量转移过程．有机电致发光机制：在外加电场作用下，电子和空穴分别从两电极注入有机层的导带(反键轨道)和价带(成键轨道)，经过有机层的电子传输和空穴传输，在发光层复合形成激子，激子通过辐射发光(荧光或磷光)从激发态跃迁回基态．有机物电荷传输大部分以∏-电子为基础，分子之间仅仅具有弱的分子间作用力——范德华力，具有可吸收和发射紫外可见光、产生和传输电荷、非线性光学性能等性质；其导电过程可用分子轨道理论解释，即电荷传输是靠载流子在不同分子轨道的最高占据轨道(HOMO)和最低空轨道(LUMO)能级之间的跃迁完成的；发光是受激发电子从LUMO能级跃迁到HOMO能级产生的。
有机电致发光器件OLED技术介绍
有机电致发光器件OLED技术介绍摘要：有机电致发光器件（OLED）具有效率高、亮度高、驱动电压低、响应速度快以及能实现大面积光电显示等优点，因其在平板显示和高效照明领域具有极大的应用前景而引起广泛关注，也是21世纪首选的绿色照明光源之一。
虽然目前平板显示市场主流产品仍为LCD，OLED仍存在问题，但技术的发展与突破将必将会使OLED在未来大放异彩。
关键词：有机电致发光，OLED技术，OLED材料一、OLED简介OLED (Organic Light Emitting Display，有机电致发光显示，又称“有机EL显示”）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。
二、OLED发光原理有机电致发光属于载流子双注入型发光器件，所以又称为有机发光二级管。
其发光的机理一般认为如下：在外加电压的作用下，电子从阴极注入到有机物的最低空轨道（LUMO），而空穴则由阳极注入到有机物的最高占据轨道（HOMO）。
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，并认为这两种运动是在能带中进行。
当电子和空穴在某一复合区复合后，形成分子激子，激子在有机固体薄膜中不断做自由扩散运动，并以辐射或无辐射的方式失活。
当激子由激发态以辐射跃迁的方式回到基态时，我们就观测到电致发光现象。
而发射光的颜色则是由激发态到基态的能级差所决定的。
有机电致发光过程通常由以下几个阶段完成：1)载流子的注入。
在外加电场的条件下，电子和空穴分别从阴极和阳极向夹在电极之间的有机功能薄膜层注入；2)载流子的迁移。
有机电致发光器件中新型芴类小分子材料的光谱特性
ｈ ｄｏ ｙ ｕｎ ｌ ａｏ ｌ ｎ ｍ （ ｌ） ｙ ｒｘｑ ｉ ｉ ｔ）ａｕ ｕ Ａ ｑ 薄膜 的发 光光 谱 重叠 。 ｏｎ ｍｉ
针对此现象 ， 本文 以小分 子红色荧光 染料 ４（ ｉ ａ ｏ ｔｙ— －ｄｃ ｎ ｍｅｈ ｌ ｙ
鉴 于荧光染料 ４（ ｉ ａｏ ｔｙｅ ｅ一一 ｒ ｂ ｔｌ （ ， ， ，－ｅｒｍｅｈ ｌ ｌｌ ｙ一一ｎ１ ４ ｐ ｒｎ ＤＣ Ｔ ） － ｄｃ ｎｍｅｈ Ｉ ）２ｔ ｔ ｕｙ一 １ １ ７ ７ｔ ａ ｔｙ ｕｏｉ ｌ ｅｙ）一Ｈ—ｙａ （ Ｊ Ｂ ｙ ｎ ｅ－ ６ ｔ ｊ ｄ ９ 的吸收光谱与 Ａｌ ｑ的荧光光谱有很好的重叠 ，利用 Ｆ ｒｔｒ ｏｓｅ 能量传递 理论 ，将 Ｄ Ｊ Ｂ红 色染料 引入双层 器 ＣＴ 件， 通过调 节掺杂位置 ，考察器件的发光光 谱情况 ，进而对 Ｂ Ｌ Ｂ Ｌ Ｑ ： Ｐ Ａｌ Ｆ ＢＦＹ Ｔ Ｄ／ ｑ双层 器件 的载流子 复
ａ ｎ （ Ｐ ） 二者 混 合 体 系 的 荧光 光 谱 和 吸 收 光谱 进 行 了测 试 表 征 ，制 备 了结 构 为 ｉｄｕ ｔ ｘｄ ｍｉｅＴ Ｄ 及 ｎ ｉ ｉ ｏ ｉｅ ｍ－ ｎ
（Ｔ ）／ Ｆ Ｂ Ｆ ＹＱ： Ｐ ／ ｑＭｇ： Ｉ （）Ｂ Ｌ Ｂ Ｌ Ｔ Ｄ Ａｌ／ Ａｇ的双层有 机电致 发光器件 。研究 发现 ，Ｂ Ｌ Ｂ Ｌ Ｆ Ｂ Ｆ ＹＱ ： Ｐ Ｔ Ｄ混合
ＮＬｂｓ （ ｔ ｙｐ ｅ ｙ） １ １ ｉｈ ｎ ｌ４ ４＿ ｉｍ ｉｅ（ Ｄ） ｉ一 ３ｍｅｈ ｌｈ ｎ １－ ， ｂｐ ｅ ｙ－ ， ｜ｄａ ｎ ＴＰ
混合成膜 后会 产生异于单独分子 薄膜 的波长为 ５０ｎ 的低 ３ ｍ
能量发射 ［ 。结构为 ｉｄｕ －ｉ ｘ ｅ Ｉ Ｏ） Ｂ Ｌ Ｂ Ｌ ｎ ｉｍ ｔ ｏ ｉ （Ｔ ／ Ｆ Ｂ Ｆ ＹＱ ： ｎ ｄ
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
5.1.1只含碳和氢两种元素的芳香型蓝光材料 5.1.1.1 苝类蓝光材料
苝是由Kodak公司用作蓝色发光材料，但它的能级与Alq3的能级 不匹配，需要掺杂在发射光谱蓝移的Alq3衍生物Q2Al-OAr中才 能获得蓝光OLED。
将大休积的TBPe掺杂在BAlq中构成的EL器件，能有效地 降低浓度淬灭现象。
5.1.3有机硅类蓝光材料
基于四苯基硅单元的蓝色发光化合物Ph3Si(PhTPAOXD) , Ph2Si(PhTPAOXD)2，PhSi(PhTPAOXD)3和Si(PhTPAOXD)4，分别含 有三苯胺噁二唑单元(TPAOXD) ，
玻璃化温度高，如Si(PhTPAOXD)4 的 Tg=174 ， 蓝色发光材料，发射峰值在 450 465 nm之间。
色坐标为(0.15, 0.15)。
5.1.2芳胺类蓝光材料
5.1.2.3具有D--A结构的芳胺类蓝光材料
具有 D--A结构的芳胺类化合物的分子 偶极矩较大，当电子给体和共轭基团相同 时，D--A结构的芳胺类化合物的荧光光谱 比D--D结构的芳胺类化合物的要红移。
所以，要求共轭体系不能太大且电子 受体基团不能太强。
器件ITO / NPB(40nm) / Ph3Si(Ph-TPAOXD (20nm) / Alq3 (40nm) / Mg:Ag显示了纯蓝色的窄带发射，半峰宽(FWHM)为75 nm，器件的最大亮度超过20 000 cd/m2，外量子效率为1. 7 %。
基于MPS的蓝光OLED的最大效率达到20 cd/A (外量子效 率为8%)。通过调节阴极材料，功率效率可以达到14 lrn/W，但 EL器件的发射峰值在490 nm处，色度不纯。
具有蓝色荧光发射的含有嘧啶的螺芴衍生物TBPSF的荧光 量子产率为80%，最大发射波长为430 nm。较大的空间位阻使 得化合物具有非常好的成膜性和很高的玻璃化转变温度(Tg = 195℃)。
spiro terfluorene的玻璃化转变温度为296 oC ，DBSF具有非常好 的溶解性，都可用作蓝色电致发光材料。
蓝色发光材料BTP的荧光发射峰为450 nm，星形的树枝状6p也 可作为蓝光主体材料应用在OLED中；基于6p的双层蓝光器件 ITO/TPD/6p/Mg:Ag中，化合物6p的电子传输能力是Alq3的5倍， 但器件的发光效率降低10倍。
5.1.2芳胺类蓝光材料
芳胺类染料是一类重要的蓝光材料，它通常具有电子传输和 (或)空穴传输能力，该类材料大多具有蓝色发光性质。
从化学结构上看，可以将芳胺类蓝光材料分为电子给体-共 轭体系(D-)、电子给体-共轭桥-电子给体(D--D)、电子给体-共 轭体系-电子受体(D--A)和含氮杂环等几种类型。
5.1.2芳胺类蓝光材料
5.1.2.1具有电子给体-共扼桥(D-)结构的芳胺类蓝光材料
MeCl和XTPS的荧光量子效率分别为77 %和54 %，它们在固 态时的荧光发射峰值分别在451 nrn.和465 nm 处，Tg分别为65 oC 和120 oC。器件的发射峰值分别在458 nm和462 nm处，属于蓝光 器件，基于XTPS的器件最大亮度为5650 cd/cm2，外量子效率为 4.l% 。
5.1.2芳胺类蓝光材料
5.1.2.2具有D--D结构的芳胺类蓝光材料
以N,N-二芳胺基为电子给体的具有D--D结构的芳胺类化 合物通常具有较小的偶极矩，发光峰位于蓝光区域，结构上 可分为线性和星形两类。
常用的芳胺空穴传输材料如NPB和CBP都是具有空穴传 输性能的蓝光材料，都具有线性的D--D结构。在OLED中 插入空穴阻挡层如TPBI可以阻止空穴在其他区域复合。
为了提高热稳定性，合成了树枝结构的芳胺类蓝光材 料Cz3D和Oxa3D，玻璃化温度分别为250 oC和156 oC，它 们的最大发射峰值在440 nm左右。Cz3D，Oxa3D都具有 载流子传输性质。这两种材料的双层EL器件在强场时可 以发出白光，可能是强场下界面处激基复合物比例增大。
5.1.2芳胺类蓝光材料
5.1.1.2芳基取代蒽类蓝光材料
1999年，Kodak公司报道了ADN蓝光材料，ADN的HOMO较高 (5.8eV)，能有效传输空穴，但因空穴传输能力过强使激子在电 子传输层A1q3复合发光导致器件色纯度不好
用NPB (25 %)和AND (70% 作为混合主体，以DPVBi (2%)为客 体，制作了如图所示EL器件，在10V的电压下，器件的发光亮 度达到80 370 cd/m2，流明效率达到1.8 cd/ A。
有机电致发光材料按化合物的分子结构一般可分为两大类: 有机小分子化合物和高分子聚合物。有机小分子化合物的分子 量为5002 000，能够用真空蒸镀方法成膜;高分子聚合物的分 子量为10 000100 000，通常是具有导电或半导体性质的共轭 聚合物，能用旋涂和喷墨打印等方法成膜。无论是有机小分子 还是高分子聚合物制成的器件的发光机理都是一样的。
对于全彩OLED显示而言，，蓝色电致发光器件的目标是 效率要达到4 5 cd/A ，CIE色坐标x应在0. 140. 16之间，y 应在0.110.15范围内。目前已知的许多材料在色纯度上可 以满足此要求(色坐标为x=0.15,y=0.15)，但器件的寿命还 有待提高。 蓝色发光材料在分子设计上要求材料的化学结构具有一定 程度的共轭结构，但偶极矩不能太大，否则，发光光谱容 易红移至绿光区。目前蓝色发光材料主要有只含碳和氢两 种元素的芳香型蓝光材料、芳胺类蓝光材料、有机硼类蓝 光材料、有机硅类蓝光材料以及其他蓝光材料。下面按蓝 光材料的类型进行介绍
spiro-FPA蒽的光物理性质和电化学性质都没有太大的改变。螺 芴基团的引入既可以减少化合物结晶的可能性，又提高了化合物的 玻璃化转变温度
5.1.1.3芴类蓝光材料
C9位芳香取代的三芴(TF)具有很好的形貌稳定性和热稳定性以及 高的荧光量子效率，将其制成OLED能发射出纯的蓝光，器件的 最大亮度可达5 000 cd/m2。外量子效率达2.53%，同时TF具有 很好的空穴传输性能。
将TBSA （Tg值高达207 oC）作为发光层组装成EL器件 ITO/CuPc /NPB/TBSA/Alq3/LiF(1 nm)/ Al 在7.7 V的电压作用下，流明效率为1. 22 lrn/W (3 cd/A)，亮度为300 cd/m2，色坐标为(0.15, 0. 11)，这是迄 今为止最接近标准的蓝色OLED。
此外，化合物BFA-1T也是一类蓝色电致发光材料。
蒽基取代的D--D结构的芳胺类化台物anth2anth7的荧光量子效 率较高，发射峰值在450472 nm之间，玻璃化温度>138 oC，化合物 anth6的Tg值高达201 oC。
作为发光材料组成的器件 (I) ITO/anth/TPBI/Mg:Ag 和 (II) ITO/anth/Alq3/Mg:Ag的最大亮度为13 000 cd/m2，
主要内容
第一章 绪 论 第二章光致发光及电致发光的基本知识 第三章电致发光的器件结构与器件物理 第四章有机电致发光的主要辅助材料 第五章有机小分子电致发光材料
发光材料在OLED中是最重要的材料
发光材料必须满足下列的要求：
(1)高量子效率的荧光特性，荧光光谱主要分布在400700 nm 的可见光区域内; (2)良好的半导体特性，即具有高的导电率，能传导电子，或能 传导空穴，或两者兼有; (3)良好的成膜性，在几十纳米厚度的薄层中不产生针孔; (4)良好的热稳定性。 (5)材料的光稳定性也很重要。
在spiro-PAQ-Me和spiro-PAQ-Ph中，在空间中相互垂直排布的两个 完全相同的吡唑并喹啉发光单元通过一个螺碳原子相连。玻璃化 温度提高到246-280 oC。这些化合物都显示出单吡唑并喹琳的光谱 特点，在蓝光区域都有显著的发射行为(420 nm的宽吸收峰)。缺 电子的吡唑并喹啉环使这些化合物具有可逆的还原性质和较低 LOMU能级。
5.1.1.5其他芳香型蓝光材料
TPCP在ITO/TPD/TPCP/Alq3/Al的器件中，器件发射的颜色会 随着电场强度的变化而变化，在高电场强度下，器件的发光主要 来自TPCP的发射；在低电场强度下，器件的发光主要来自Alq3的 发射；当电场强度适中时，可以观察到TPCP和Alq3的共同发射， 因此器件的颜色随着电场强度的增大而由绿色变为蓝色。
5.1.2.4含氮杂环类蓝光材料
以NPB和CBP作为空穴传输材料，以T‘PBI作为PAQX系列化合物掺杂的主体，组成EL器件ITO/NPB/CBP/ TPBI:PAQ-X(2%)/TPBI/Mg:Ag。PAQ-Net3以外，共他染料 都可以发射明亮的蓝光。
EL光谱、启亮电压、外量子效率等与取代基有关： 给电子体，器件的外量子效率和功率效率较高； 电子受体，器件的外量子效率和功率效率较低。 叔丁基和甲氧基时，EL器件的外量子效率接近3.0%。
黄春辉合成的3个具有D--A结构有机小分子监光 材料(b-CzOxa. P-CzOxa和d-CzOxa) 的荧光发射峰值 在470 nm左右，都是蓝光材料。
ห้องสมุดไป่ตู้
为了证明电致发光的发射峰是由激基复合物引起的，测 定了p-CzOxa和TPD(摩尔比为1:1)薄膜的光致发光光谱， 发现两个发射带位于400 nm和470 nm。并用292 nm和243 nm光激发后其光致发光光谱是相同的，只不过是发射峰 的强度不同，从而进一步证明了激基复合物的存在。
5.1纯有机小分子蓝色发光材料
在OLED研究中，蓝色发光材料是必需的，其本身可以作 为发光层制备三基色之一的蓝光OLED，还可以将其他发 光材料掺杂在蓝色发光材料中获得绿色、红色甚至白色发 光器件。蓝色发光材料一般具有宽的能隙，且其电子亲和 势(EA)和第一电离能(Ip)要匹配。在无机EL中，蓝光材料比 较难以获得，而有机染料则可以通过结构修饰得到。
从分子结构出发，有机小分子发光材料又可以分为纯有机 小分子化合物和金属配合物两类，