第二章 有机电致发光的基本原理

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电致发光原理

电致发光原理

电致发光原理电致发光(Electroluminescence,简称EL)是一种通过施加电场使特定材料发出光的物理现象。

这一原理被广泛应用于各种发光器件,如有机发光二极管(OLED)、有机电激发发光(OEL)和柔性显示器等。

本文将对电致发光的原理进行详细介绍,以便读者更好地理解这一现象。

电致发光的原理可以简单地概括为,当电流通过特定的发光材料时,电子和空穴会在材料内部重新组合,释放出能量并激发光子的发射。

这一过程涉及到材料的能带结构和电子激发态的转变,下面将对这些方面进行详细阐述。

首先,我们来看材料的能带结构。

在晶体中,原子的价电子会形成能带,其中价带是填满电子的能级,而导带是电子可以自由移动的能级。

在电致发光材料中,通常存在着能隙,即导带和价带之间的能量差。

当电流通过材料时,电子会从价带跃迁至导带,形成电子空穴对。

这些电子空穴对会在材料内部扩散,最终导致电子和空穴在特定区域重新结合,释放出能量。

其次,电子激发态的转变也是电致发光的关键。

在电流的作用下,电子会被激发至高能级态,这些激发态的电子在重新组合时会释放出光子。

这些光子的能量与电子跃迁的能级差有关,因此可以通过控制材料的能带结构和电子激发态的能级来实现特定波长的发光。

除了以上提到的基本原理,电致发光还涉及到材料的选择、电流的控制和发光器件的结构设计等方面。

不同的发光材料具有不同的能带结构和发光特性,因此在实际应用中需要根据具体的要求选择合适的材料。

此外,通过控制电流的大小和频率,可以调节发光器件的亮度和稳定性。

同时,发光器件的结构设计也对电致发光的效率和性能起着重要作用。

总的来说,电致发光原理是一种基于材料电子结构和激发态转变的物理现象,通过合理选择材料、控制电流和优化器件结构,可以实现高效、稳定的发光效果。

随着科学技术的不断发展,电致发光在照明、显示和光电器件等领域的应用前景将更加广阔。

希望本文能够帮助读者更好地理解电致发光的原理和应用,促进相关领域的研究和发展。

电致发光的原理

电致发光的原理

电致发光的原理电致发光(Electroluminescence,简称EL)是一种通过电场激发材料来发光的现象,它是一种重要的发光原理,被广泛应用于发光二极管(LED)、有机发光二极管(OLED)等光电器件中。

电致发光的原理是通过外加电压使材料内部的电子和空穴复合而产生光辐射,下面我们就来详细了解一下电致发光的原理。

首先,我们需要了解的是电子和空穴的概念。

在半导体材料中,电子和空穴是载流子的两种形式。

当半导体材料被激发时,电子会跃迁到导带中,留下一个空穴,这个空穴可以被看作是一个正电荷。

当电子和空穴再次结合时,就会产生能量释放,这种能量释放就是光辐射。

其次,电致发光的原理与材料的能隙密切相关。

能隙是指固体中价带和导带之间的能量差,当电子从价带跃迁到导带时,就需要克服这个能隙。

在电致发光的材料中,能隙的大小决定了电子和空穴复合时释放的光的波长。

通常情况下,能隙越小的材料释放的光的波长越长,能隙越大的材料释放的光的波长越短。

另外,电致发光的原理还与材料的内部结构有关。

在一些特殊的材料中,当外加电压作用于材料时,会在材料内部形成电子和空穴的复合区域,这个复合区域就是发光的源头。

通过合理设计材料的内部结构,可以实现高效的电致发光效果。

此外,电致发光的原理还与外加电压的大小和频率有关。

在实际的电致发光器件中,外加电压的大小和频率会直接影响电子和空穴的复合速率,从而影响发光的亮度和稳定性。

因此,合理控制外加电压是实现稳定、高效电致发光的关键。

总的来说,电致发光的原理是通过外加电压激发半导体材料内部的电子和空穴复合而产生光辐射。

这一原理已被广泛应用于LED、OLED等光电器件中,为人们的生活和工作带来了诸多便利。

随着材料科学和电子技术的不断发展,相信电致发光技术将会有更广阔的应用前景。

第二章光致发光和电致发光的基础知识

第二章光致发光和电致发光的基础知识

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基础光物理—磷光光谱分析
磷光光谱分析
磷光:基态分子受激后,跃迁到能量较高的能级,再从T1态跃迁回基态
所产生的光辐射(T1 S0 )
磷光主要参数:量子效率、磷光强度、磷光寿命、最大发射波长 磷光强度: IP=2.3 I0Plc = Kc 式中IP-磷光强度,P-磷光效率,I0-激发光的强度,-磷光物质的摩尔吸收
y y y
x z z
x z
x
1s轨道
2s轨道
2px轨道
2py轨 道
2pz轨道
43
有机材料中的能带和载流子
量子力学相关概念
价键理论
y
y
x
x
x
(1) 如果两个原子各有一个未成对电子且自旋反平行,就可耦合配对, 成为一个共价键 (i)1s轨道与2px轨道最大重叠 (ii)不是最大重叠 (2) 如果一个原子的未成对电子已经配对,就不再能与其它原子的未成 对电子配对,这就是共价键的饱和性 思考:BeCl2和 (3) 电子云重叠越多,形成的键愈强,即共价键的键能与原子轨道重叠 BF3分子中Be原子 程度成正比,这就是共价键的方向性 和B原子的分别是 (4) 能量相近的原子轨道可进行杂化,组成能量相近的杂化轨道 什么杂化类型?
跃迁到基态所产生的光辐射(S1 S0 )
荧光产生必须具备两个条件: 1. 分子的激发态和基态的能量差必须与激发光频率相适应 2. 吸收激发能量之后,分子必须具有一定的荧光量子效率 荧光主要参数:荧光效率(ϕ)、荧光强度(I)、荧光寿命(τ)、最大发射波长(λ)
发光分子数 荧光效率 激发态分子数
荧光寿命:分子荧光从最大亮度I衰减为I/2所用的时间。
胶束增稳:利用表面活性剂在临界浓度形成胶束,改变磷光体的微环境、 增加定向约束力,从而减小内转换和碰撞等去活化的几率,提高三重态 的稳定性。

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

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。

el发光原理

el发光原理

el发光原理一、基本原理:EL (Electroluminescence,电致发光) 是指在电场作用下,物质中电子和空穴发生复合产生光的现象。

其基本原理是在电场作用下,能带中的电子由于能量提升而跃迁至导带,同时在价带中产生空穴。

当电子与空穴再次复合时,会发射出能量对应的光。

二、材料选择:实际应用中常用的EL发光材料主要有有机EL材料和无机EL 材料两类。

1. 有机EL材料:有机EL是将有机化合物溶解在适当的溶剂中得到的发光材料。

这种材料通常具有较大的发光面积、较低的工作电压和较低的生产成本,但其亮度和长寿命方面相对较弱。

2. 无机EL材料:包括ZnS、ZnSe、ZnTe等材料。

这些材料具有较高的亮度和长寿命,但制备过程复杂,生产成本较高。

三、工作原理:在EL器件中,通常由发光层、电极和基座等构成。

1. 发光层:由发光材料构成,其中包含有机EL或无机EL材料。

当电场作用于发光层时,会激发发光材料中的电子和空穴,从而产生发光效应。

2. 电极:由导电材料构成,通常使用透明导电层和金属电极,用于提供电流和电场。

透明导电层通常选用氧化锡或氧化铟锡(ITO)等材料,能够将电流均匀分布到发光层上。

3. 基座:用于支撑和固定发光层和电极,并提供电流输入和排热等功能。

四、发光机制:发光机制主要分为注入型和载流子型两种。

1. 注入型:通过注入载流子至发光材料中产生电荷复合发光。

当正向电压作用在器件上时,正电极注入正电荷,负电极注入负电荷;当逆向电压作用在器件上时,电荷注入相反。

电子和空穴在发光层内发生复合,产生光。

2. 载流子型:在载流子型EL器件中,发光过程通过载流子的复合释放能量而实现。

不同于注入型的是,载流子型的发光机制不依赖外界注入的电荷,而是通过材料本身的载流子来产生发光效果。

综上所述,EL发光原理是通过电场作用下,电子和空穴在发光材料中进行复合释放能量而发光。

材料的选择和器件设计是实现高亮度和长寿命EL器件的关键因素。

有机发光原理

有机发光原理

有机发光原理
有机发光原理是指有机材料在外界电场或光场的作用下产生发光现象的物理过程。

有机发光是一种电致发光(Electroluminescence)现象,它利用有机材料的特性,在外
界电压的激励下,通过电子和空穴的复合过程,发射出可见光。

有机发光的关键是有机发光材料。

一般来说,有机发光材料是一种以碳为主要成分的有机化合物,其分子具有特殊的结构和能级分布。

在有机发光材料中,通常包含一个共轭结构的电子传输区域和一个空穴传输区域。

这两个区域之间存在能级差,当施加电场时,电子和空穴可以在这两个区域之间移动。

在有机发光过程中,首先需要施加电压。

当电场作用于有机发光材料时,电子从低能级跃迁到高能级的传输区域,而空穴从高能级跃迁到低能级的传输区域。

由于电子和空穴的相遇,会发生电子和空穴的复合过程,能量的释放形成了光子,即光的发射。

有机发光原理的核心是通道能级的调控。

通过设计有机发光材料的分子结构,可以调整能级差和传输区域的能带结构。

这种调控能够控制光的颜色和效率,从而实现不同颜色的有机发光材料的制备。

有机发光具有许多优点,比如制备工艺简单、成本较低、发光效率较高、柔性性能好等,因此在显示技术、照明、光电子学等领域有广泛的应用前景。

尽管有机发光在某些方面还存在一些挑战,如光稳定性和长期稳定性等问题,但随着技术的不断
发展和进步,相信有机发光技术将会得到更加广泛的应用和推广。

电制发光的原理和应用

电制发光的原理和应用

电致发光的原理和应用一、电致发光的基本原理电致发光是指通过施加电压或电场,将电能转化为光能的一种现象。

其基本原理是当某些材料在被电压激发后,能够产生电子与空穴的复合,从而释放出光子。

电致发光的原理可以由以下几个方面来解释:1.能级跃迁:当材料中出现能级跃迁时,光子将被激发并发射出来。

这种跃迁可以是由于电子与空穴复合或电子在能带间跃迁引起的。

例如,半导体材料中的电子通过与空穴复合的方式释放出光子。

2.发射激活:某些材料只有在被激活后才能发光。

电场激活和电压激活是电致发光的两种常见激活方式。

在电场激活中,施加电场使得材料中的电子被激发,从而产生发光。

而在电压激活中,施加电压会改变材料的能带结构,使电子跃迁释放出光子。

3.能量转换:电场或电压施加在特定材料上,将电能转化为光能。

这种能量转换过程可以通过电子行为、能带结构变化及电子与空穴复合来解释。

二、电致发光的应用电致发光技术广泛应用于各个领域,以下是一些常见的应用:1. 电子显示器电致发光技术是现代平面显示器的关键技术之一。

例如,液晶显示器背光模块中使用的LED背光源,以及有机发光二极管(OLED)显示屏都是基于电致发光原理。

这些显示器具有高亮度、广色域和低功耗等特点,被广泛应用于电视、手机、电脑等消费电子产品。

2. 照明LED照明是电致发光技术的重要应用之一。

由于LED具有高效率、长寿命和低功耗等特点,被广泛应用于室内外照明。

LED灯泡、灯管、路灯等产品在照明领域有着广泛应用,并逐渐取代传统的白炽灯和荧光灯。

3. 汽车照明电致发光技术在汽车照明领域也有广泛应用。

例如,LED大灯在汽车前照灯和尾灯中被广泛采用,其高亮度和耐用性使得驾驶者在夜间或恶劣天气条件下获得更好的视觉效果。

此外,车内阅读灯、仪表盘背光灯等也都基于电致发光技术。

4. 光电器件电致发光技术在光电器件中应用广泛。

例如,激光二极管(LD)和近红外二极管(NIR)等器件在通信、医疗、工业和科学研究等领域发挥着重要作用。

-光致发光及电致发光的基本知识1

-光致发光及电致发光的基本知识1

吸收与子被激发时,电子的自旋没有改变,则激发态分子 的总自旋仍为零,分子仍为单重态这就是激发单重态。 按能量的高低,分别用S1,S2,S3等来表示若干激发单重态。 若在分子激发时,跃迁的电子自旋发生了翻转,则分子中 电子的总自旋S = 1。 分子的多重性为2S+1 = 3,分子处于三重态, 用T1, T2,T3等来表示不同能量的激发三重态 。 在光物理过程中,涉及最多的是S0, S1和T1 三个态。
? 重原子效应
在重原子中,能级之间的交叉现象比较严重,因此容易发生自旋轨道的相互作 用,增加了由单重态转化为三重态的概率。如,卤素取代基随原子序数的增 加而荧光降低。
? 溶剂、 温度、溶液pH等对荧光光谱也有影响。
磷光光谱分析简介
磷光:处于基态的物质分子受到激发后,跃迁到能量较高的能级,再从 T1跃迁回S0所产生的光辐射,称之为磷光。
室温磷光的主要测试方法:
I、固体基质 在室温下以固体基质(如纤维素等)吸附磷光体,可增加分子刚性、 减少三重态猝灭等非辐射跃迁,从而提高磷光量子效率。
II、重原子效应 ? 使用含有重原子的溶剂(碘乙烷、溴乙烷)或在磷光物质中引入含有重
3) 系间窜跃 指不同多重态间的无辐射跃迁, 例如S1→T1就是一种系间窜跃。 通常,电子由S1的较低振动能级转移至T1的较高振动能级处。 有时,通过热激发,有可能发生T1→S1,然后由S1发生荧光。这是 产生延迟荧光的机理。
激态分子的去活化过程(失能过程):
4) 外转换 受激分子与溶剂或其它溶质分子相互作用发生能量转换。 这一转换过程能使荧光或磷光强度减弱甚至消失的过程, 也称“熄灭或“猝灭”。
荧光效率
?
发光分子数 激发态分子数
荧光寿命:分子荧光从最大亮度I衰减为I/2所用的时间。

有机电致发光器件(OLED) 的结构和发光机理

有机电致发光器件(OLED) 的结构和发光机理

摘要OLED 具有全固态、主动发光、高对比度、超薄、低功耗、无视角限制、响应速度快、低电压直流驱动、工作温度范围宽、易于实现柔性显示和3D 显示等诸多优点,将成为未来20 年最具“钱景”的新型显示技术。

同时,由于OLED 具有可大面积成膜、功耗低以及其它优良特性,因此还是一种理想的平面光源,在未来的节能环保型照明领域也具有广泛的应用前景。

本文将系统介绍OLED的发展背景、发展史、制备及应用,介绍了有机电致发光器件(OLED) 的结构和发光机理。

典型的传统OLED是生长在透明的阳极例如ITO玻璃上的,发射出来的光是由最底层衬底透出,这使得它与其他电子元件如硅基显示驱动器的集成变得非常复杂。

因此,理想的做法是研发一种OLED,其光的发射由器件顶部的透明电极透出。

重点介绍一种具有阴极作为底层接触层,阳极ITO薄膜作为顶部电极的表面发射型或者说有机“反转”的LED(OILED)。

介绍了该器件的制备工艺,对该OILED的I一V特性及EL谱进行了测试,发现与传统的OLED相类似,而工作电压有所升高,效率一定程度上降低。

为了进一步改善器件性能,我们对器件增加了保护层(PL),研究了PL对OILED器件性能的影响。

最后概述了器件的技术进展和应用前景, 并展望了未来OLED 发展的方向。

关键词:有机电致发光器件,有机反转电致发光器件,发光机理,保护层(PL),阳极ITO 薄膜AbstractOLED has a solid state, self-luminous, high contrast, ultra-thin, low power consumption, viewing angle, fast response, low-voltage DC drive, the operating temperature range, easy to implement many of the advantages of flexible displays and 3D displays future20 years of the most "money scene" of the newdisplay because OLED has a large-area film, low power consumption, and other fine features, so an ideal plane light source, also has broad application prospects in the future of energy saving lighting in the area. In this paper, the systematic introduction of OLED development background, history of the development, preparation and application, the structure of the organic electroluminescent devices (OLED) and the luminescence mechanism.Typical traditional OLED is growth in transparent anode ITO glass, for example, the light is emitted by bottom gives fully substrate, this makes it and other electronic components such as that the integration of the silica based drive become very complex. Therefore, the ideal way is developing a OLED, its light emission from the top of the device gives fully transparent electrodes. Focuses on a cathode as the bottom contact layer, the anode of ITO films as the top electrode surface emission or organic LED of the "reverse" (OILED). Of the device preparation process, the OILED I-V characteristics and EL spectra of the test, found that similar to the conventional OLED, the working voltage was increased efficiency to a certain extent on the lower. To further improve the device performance of the device to increase the protective layer (PL), PL OILED device performance. Finally an overview of the technical progress and prospects of the device, and looked to the future OLED, the direction of development.Keywords:Organic Electroluminescent Devices,Organic reverse electroluminescent devices, Luminescence mechanism,Protective layer (PL), the anode of ITO films.目录摘要 (I)Abstract........................................................... I I 目录.............................................................. I II 1.绪论.. (1)1.1课题背景 (1)1.2 OLED技术的发展概况 (2)1.2.1 全球OLED发展史 (4)1.2.2 中国OLED发展状况 (5)1.2.3 OLED的应用 (6)1.2.3 OLED的制备 (6)2.有机电致发光器件 (8)2.1 引言 (8)2.2 有机电致发光器件 (8)2.3 有机电致发光器件的结构 (9)2.4 OLED发光机理 (10)2.5 我国发展OLED产业存在的问题及发展趋势 (13)2.5.1 存在的问题 (13)2.5.2 发展趋势 (14)2.6 结论及建议 (14)3.有机反转电致发光器件 (16)3.1 引言 (16)3.2 器件制备工艺 (17)3.2.1 基片的清洗及表面处理 (17)3.2.2 阴极的蒸镀 (17)3.2.3 有机层的成膜 (18)3.2.4 阳极的溅射 (18)/ PVK:TPD/PTCDA/ITO结构的有机反转电致发光器件的研究3.3 Si/Al/Alq3 (19)3.3.1 OILED的I一V特性及亮度测试 (19)3.4 保护层(PL)对器件性能的影响 (26)3.4.1 PL厚度对器件j一V特性的影响 (26)的影响 (28)3.4.2 PL对器件的最大驱动电流Im ax的影响 (28)3.4.3 PL对器件外量子效率qe3.4.4 PL对EL发射谱的影响 (29)3.4.5 顶电极(阳极)面积对载流子注入效率的影响 (30)3.4.6 PL层对器件最表面状态的影响 (31)4.OLED与OILED的特性及存在的问题 (32)4.1 与目前占主流地位的CRT及LCD技术相比,OLED与OILED具有以下更多的优点: (32)4.2 与OLED相比OILED的不同 (34)4.3 OLED与OILED 急待解决的问题和未来发展趋势 (34)结论 (37)5.致谢 (38)6.参考文献: (39)1.绪论1.1课题背景信息显示是信息产业的核心技术之一, 而信息显示技术及显示器件多种多样, 到目前为止,有四种发光物理机制完全不同的固态场致发光形式。

有机电致发光介绍

有机电致发光介绍
(2) 亮度大、效率高; (3) 直流驱动电压低、能耗少,可以和集成驱动
电路相匹配; (4) 制作工艺简单并且成本低; (5) 可实现超薄的大面积平板显示,响应速度快,
视角大,全固化,抗震性能好,工作温度范围广; (6) 良好的机械加工性能,容易做成不同形状。
最早有机电致发光的报导
是Bernanose等人在蒽单晶片的两 侧加400 V直流电压时观测到的发 光现象。
有机电致发光材料与技术
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
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
电致发光的发展历程
由于单晶厚度达10-20 m,所 以驱动电压较高。
由于蒽单晶作为电致发光材料难以 获得大面积及更低电压下的发光, 并且发光器件的效率也极低,有机 电致发光在当时并没有引起科研工 作者的注意。
N
1987年,以邓青云博士(Dr. Ching W. Tang) 为 首 的 Eastman Kodak公司研究团队, 以芳香二胺(TPD)作为空穴传 输层,以Alq3作为发光层,稳 定 的 低 功 函 材 料 Mg:Ag 合 金 作为阴极,研制出驱动电压 10V、亮度>1000 cd/m2和效 率1.5lm/W的有机电致发光器 件。
后来,Heeger小组又研制出基于 柔性衬底的聚合物有机电致发 光器件,器件在2~3 V下就可以 发光,量子效率大于1%。 这种塑料基聚合物有机电致发 光器件可以卷曲和折叠而不影 响器件的发光性能。 从此对有机电致发光器件的研 究开始向纵深方向发展。

(完整版)第二章 有机电致发光的基本原理

(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。

有机电致发光材料ppt课件

有机电致发光材料ppt课件
金属配合物发光材料
有机配合物是最早使用的有机电致发光材料,具有优良的载 流子传输特性和成膜性能,典型的有8-羟基喹啉铝(Alq3)及铍 的络合物Bebq2。
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基本概念
电致发光(EL)是指发光材料在电场作用下,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为光能的过程。
有机电致发光是指由有机光电功能材料制备成的薄膜器件在电场 的激发作用下发光的现象。
发光材料按分子结构特性分为有机小分子荧光材料 和有机金属配合物材料,前者种类最多,典型的小 分子荧光有机电致发光材料如DCM发红光,香豆素 C540发绿光。
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蒽 单晶层 20厚 m,度 驱动 40V 电 0 压
2). 1982年 Vincett的研究驱动电压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
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有机电致发光二极管(OLED)

第二章-光致发光及电致发光的基本知识1教材

第二章-光致发光及电致发光的基本知识1教材
主要参数及特点: 参数:量子效率、磷光强度、磷光寿命、极大发射波长。
特点: 1)波长比相同物质所发出的荧光波长长(T1 < S1); 2)磷光寿命比荧光的长(10-4 10 s)—(磷光为禁阻跃迁产生,速率常数 小); 3)寿命和强度对重原子和氧敏感(自旋轨道耦合,使系间窜跃增加)。 由于磷光寿命长,T1的非辐射跃迁、碰撞失活、光化学反应几率都增加,所以 磷光较弱。
第二章理 • 荧光的产生及性质 • 磷光的产生及性质
OLED结构及工作原理
1、电子和空穴分 别从阴阳两极注入
2、电子和空穴分别 在功能层中进行迁移
3、电子和空穴在合 适的位置形成激子
4、激子在一定的 范围内进行迁移
5、激子(或将能量传 递给其它中心)发光
室温磷光的主要测试方法: I、固体基质 在室温下以固体基质(如纤维素等)吸附磷光体,可增加分子刚性、
减少三重态猝灭等非辐射跃迁,从而提高磷光量子效率。
II、重原子效应 使用含有重原子的溶剂(碘乙烷、溴乙烷)或在磷光物质中引入含有重
5) 荧光发射 处于S1的电子跃迁至基态各振动能级时,将得到最大波长的荧光。 而且不论电子开始被激发至什么高能级,最终将只发射出最大波长的 荧光。荧光的产生在10-7 - 10-9s内完成。
荧光猝灭
荧光猝灭:荧光物质分子与溶剂分子或其它溶质分子的相互作用引起 荧光强度降低的现象称为荧光猝灭。能产生荧光猝灭的原因有以下几 点:
5)荧光物质的自猝灭:在浓度较高的荧光物质溶液中,单重激发态的分子在发 生荧光之前和未激发的荧光物质分子碰撞而引起的自猝灭。
荧光激发光谱与发射光谱
1)激发光谱 改变激发波长,测量在最大发射波长处荧光强度的变化,以激发波长 对荧光强度作图可得到激发光谱。

有机电致发光的过程

有机电致发光的过程

有机电致发光的过程有机电致发光(Organic Electroluminescence,简称OEL)是一种利用有机材料在电场作用下发光的现象。

它是一种新兴的发光技术,具有极高的亮度、广泛的颜色选择、超薄、高效能等特点,被广泛应用于显示和照明领域。

有机电致发光的基本原理是通过在带有正负电极的有机材料层中施加电场,使得电子从低能级的分子轨道跃迁到高能级的分子轨道,产生激子(exciton)。

激子在电场的作用下分离成为正电荷和负电荷,当正电荷和负电荷再次相遇时会发生复合,释放出光子,从而产生发光现象。

有机电致发光的关键在于有机材料的选择和设计。

有机材料的发光机制可以分为热致发光和电致发光两种。

热致发光是指有机材料在受热后,分子内部的电子跃迁导致的发光现象;而电致发光是指有机材料在电场作用下,通过激子的形成与复合而产生的发光现象。

电致发光具有更高的效率和更广泛的应用前景,因此在研究和应用中更为重要。

有机电致发光的工作原理可以用能带结构来解释。

有机材料一般由电子给体和电子受体组成,其能带结构决定了材料的电导性和发光性能。

在有机电致发光材料中,电子给体的能带通常是导带,而电子受体的能带通常是价带。

当施加电场时,正电荷从阴极流向阳极,负电荷从阳极流向阴极。

电子给体受到电场的作用,从导带跃迁到价带,形成激子。

激子在电场的作用下分离成为正电荷和负电荷,正电荷和负电荷再次相遇时发生复合,能量释放为光子,产生发光。

有机电致发光材料的设计和合成对于发光效率和颜色纯度的控制至关重要。

通过调控材料的分子结构和能带结构,可以实现不同颜色的发光。

例如,通过引入不同的取代基或共轭结构,可以调节电子给体和电子受体之间的能带间隙,从而改变发光颜色。

此外,优化材料的电荷传输性能、激子的稳定性等也对发光效果有重要影响。

有机电致发光技术在显示和照明领域有着广泛的应用前景。

相比传统的液晶显示技术,有机电致发光显示(OLED)具有更高的对比度、更宽的视角、更快的响应速度和更低的功耗等优点。

电致发光

电致发光

评价OLED的一些主要参数
一般来讲,有机EL发光材料及器件的 性能可以从发光性能和电学性能两方面来 评价。发光性能主要包括发射光谱、发光 亮度、发光效率、发光色度和寿命;电学 性能主要包括电流与电压的关系、发光亮 度与电压的关系等。这些都是衡量有机EL 材料和器件性能的重要参数,对于发光的 基础理论研究和技术应用极为重要。
电致发光材料
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电致发光的简介 电致发光的机理和器件结构 有机电致发光简介 有机电致发光的分类、优点及性能参数 有机电致发光材料的应用
发光材料的主要分类

光致发光 阴极射线发光 电致发光


热释发光
光释发光 辐射发光
电致发光
电致发光(又称电场发光,EL)是某些 物质受到外界电场的作用而发出光,也就 是电能转换为光能的现象。 具有这种性能的物质可作为一种电控 发光器件。一般它们是固体元件,具有响 应速度快、亮度高、视角广的特点,同时 又具有易加工的特点,可制成薄型的、平 面的、甚至是柔性的发光器件。
(1) 载流子的注入。 (2) 载流子的迁移。 (3) 载流子的复合。 (4) 激子的迁移。 (5) 电致发光。
EML
阳 极
HTL
ETL
阴 极
空穴
电子
OLED分类
1、根据采用有机材料的不同分为两种技 术:一种是采用小分子材料,简称OLED; 另一种是采用高分子材料,简称PLED; 2、按照驱动方式又分为被动式矩阵PMOLED和主动式矩阵AM-OLED,前者采 用ITO玻璃基板,后者采用TFT基板。
计算机领域: 主要有家用和商用 计算机(PC/工作站 等)、PDA和笔记 本电脑的显示屏。
工业应用场合: 主要应用有各类仪 器仪表、手持设备 等的显示屏。

电致发光的原理

电致发光的原理

电致发光的原理电致发光,即电致发光材料受到电场激发后,产生可见光的现象。

这一技术在现代光电子领域得到了广泛应用,如LED显示屏、照明器件等。

电致发光的原理涉及到材料的电学和光学性质,下面将对其原理进行详细介绍。

首先,我们需要了解电致发光材料的基本结构。

电致发光材料通常由发光层、电子传输层和阳极、阴极等组成。

其中,发光层是整个材料的核心部分,它包含有发光分子或半导体纳米晶体等。

电子传输层用于输送电子,阳极和阴极则用于提供电子和正电子。

当外加电压作用于电致发光材料时,电子从阴极注入到发光层,而正电子从阳极注入到发光层,二者在发光层中复合,产生光子,从而实现发光。

其次,电致发光的原理涉及到材料的能级结构和载流子的输运过程。

在电致发光材料中,电子和正电子的能级分布是非常重要的。

当外加电压施加到材料上时,电子和正电子被激发到高能级,形成激子。

这些激子在发光层中遇到发光分子时,会复合成激子复合态,释放出能量,产生光子。

此外,电子和正电子的输运过程也对电致发光起着至关重要的作用。

电子传输层和发光层之间的电子输运,以及发光层内部的激子输运,都会影响到电致发光效果的好坏。

最后,我们需要了解电致发光材料的发光机制。

电致发光材料的发光机制可以分为有机发光和无机发光两种。

有机发光材料通常是碳基材料,如有机小分子、聚合物等,其发光机制主要是通过激子的复合来产生光子。

而无机发光材料则是指半导体材料,如氮化镓、磷化铟等,其发光机制是通过电子和正电子在晶格中复合来产生光子。

两者的发光机制虽然不同,但都是基于电子与正电子的复合过程。

综上所述,电致发光的原理涉及到材料的基本结构、能级结构和载流子的输运过程,以及发光机制等方面。

通过对电致发光的原理进行深入了解,可以更好地指导电致发光材料的设计与制备,推动电致发光技术在光电子领域的应用与发展。

电致发光原理

电致发光原理

电致发光原理电致发光(Electroluminescence,简称EL)是一种通过电场激发材料发光的现象,是一种重要的发光原理,也是现代光电器件中应用广泛的一种技术。

电致发光技术已经在液晶显示、有机发光二极管(OLED)、柔性显示、照明等领域得到了广泛的应用。

电致发光原理的基本过程是,当一个电场作用于某些半导体材料时,激发了材料内部的载流子,使得激子(由电子和空穴组成的激发态)产生。

当激子退激发时,会释放出能量,导致材料发光。

电致发光的基本原理可以分为两种类型,有机电致发光和无机电致发光。

有机电致发光是指利用有机材料(如聚合物)制成的发光材料,通过外加电场激发发光的现象。

而无机电致发光则是利用无机半导体材料(如硫化锌、氮化镓等)制成的发光材料,同样是通过外加电场激发发光。

在有机电致发光中,最为典型的应用就是有机发光二极管(OLED)。

OLED具有自发光、视角大、响应速度快、发光效率高等优点,被广泛应用于手机屏幕、电视显示屏、车载显示屏等领域。

而在无机电致发光中,最为典型的应用是LED。

LED具有高亮度、低功耗、长寿命等优点,被广泛应用于照明、指示灯、显示屏等领域。

电致发光技术的发展,为光电器件的应用带来了革命性的变革。

它不仅提高了显示屏的亮度和清晰度,还使得照明领域的节能环保得到了更好的实现。

同时,电致发光技术也为柔性显示、透明显示、透明照明等新型应用提供了可能。

总的来说,电致发光原理是一种重要的发光原理,它的应用已经深入到人们的生活和工作中。

随着技术的不断进步和创新,相信电致发光技术在未来会有更加广阔的应用前景。

有机电致发光器件工作原理

有机电致发光器件工作原理

有机电致发光器件工作原理1.1 有机材料的电子跃迁过程有机电致发光的发光机理:在外电场作用下,空穴和电子分别注入到有机材料中,在有机层中相遇复合形成激子,释放出能量,同时将能量传递给有机发光材料的分子,使其从基态跃迁到激发态,由于激发态很不稳定,受激分子发生辐射跃迁从激发态回到基态产生发光现象。

一般将有机物质分子的状态分为基态与激发态。

基态是指分子的稳定态,即能量最低状态,其分子中的电子的排布完全遵从能量最低原理,泡利不相容原理和洪特规则。

激发态是指物质分子受到光或其他的辐射使其能量达到一个更高的值时,变为一个不稳定的状态,被激发后称分子处于激发态。

通常将分子的不稳定的存在状态用单重态S表示,基态单重态用S0表示,三重激发态用T1表示。

当有机分子被激发时,分子处于激发单重态,依据它们能量的高低表示为S1、S2、S3。

在电致发光的过程中,单重态激子和三重态激子被认为是同时产生的。

其中荧光是电子从最低单重激发态到基态的跃迁发光,这种现象又称为电致荧光。

电子从最低三重态回到基态的跃迁产生的发光称为磷光。

但在室温下,从最低三重激发态回到基态的电子跃迁产生的发光是极微弱的,其能量绝大部分以热的形式损失掉了,所以这个过程被认为是无辐射过程。

图1.1为有机材料分子内部电子的主要跃迁过程:a过程:从S0—S1、S2是在外界激励下发生跃迁;f过程:从S1—S0是以辐射的形式发射了光子产生了荧光;P过程:从T1—S0是一个辐射跃迁的磷光发光;从S2—S1是通过内转换过程(IC);从S1—T1是通过系间内转换过程(ISC),且S1发生了自旋反转;从S2—S0是辐射跃迁的荧光发光。

图1.1 电致发光能级图1.2有机电致发光器件的结构有机电致发光器件常见的器件结构:OLED器件多采用夹层式三明治结构:由一薄而透明具有半导体性质的铟锡氧化物(ITO玻璃)透明电极为正极与低功函数的金属为阴极如同三明治般将有机材料层夹在其中,有机材料层包括发光层(EML)、空穴传输层(HTL)、与电子传输层(ETL)。

有机电致发光器件的工作原理

有机电致发光器件的工作原理

有机电致发光器件的工作原理
嘿呀!今天咱们来聊聊有机电致发光器件的工作原理,这可真是个超级有趣的话题呢!
首先呀,咱们得知道啥是有机电致发光器件。

哎呀呀,简单说呢,它就是一种能自己发光的神奇玩意儿!
那它到底咋工作的呢?听我慢慢道来!1. 这第一步呢,就是电荷注入!哇,电荷就像一群小调皮,从电极那里跑进来啦!这可不得了,没有电荷的注入,后面的事儿都没法开展呢!
接着呢,2. 电荷传输!哎呀呀,这些注入进来的电荷得动起来呀,它们顺着特定的通道,欢快地奔跑着,去完成它们的使命!
然后啊,3. 激子形成!这可神奇啦!电荷们一相遇,就像魔法一样,形成了激子!
再然后呀,4. 辐射复合发光!哇塞,到了关键时刻啦!激子释放出能量,就有了那迷人的光!这光可美啦,给我们带来了各种各样的惊喜!
你想想,这一系列的过程,是不是像一场精心编排的舞蹈?每个步骤都不能出错,才能跳出那完美的舞姿,展现出绚丽的光芒!
哎呀呀,这有机电致发光器件的工作原理,是不是特别有意思?它的应用也超级广泛呢!比如说在手机屏幕、电视显示上,都能看到它的身影!哇,是不是感觉科技的力量太强大啦?
总之呢,了解有机电致发光器件的工作原理,能让我们更好地感受科技给生活带来的变化!你说呢?。

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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*●● ● ● ● ● ● 电子转移 A + A - A * ALUMO HOMO(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,电子和空穴在静电的作用下束缚在一起而形成激子(exciton),相对于一个自由电子和一个自由空穴,激子的激发能要小于有机材料的带隙高度E g。

形成的激子根据激发电子的自旋状态可分为单线态激子和三线态激子。

(4) 激子的迁移:激子的最重要的性质之一是在不涉及净电荷迁移时能运输能量。

通常,存在着三种不同的激子运输能量的基本机理。

电磁波包运输,能量通过极化激元输运,它是光子和激子构成的一种紧密的混合物,当一个光子将一个激发量子贡献给电磁通量时,它就作为一个波包在晶体内传播。

跳跃运输,如果激子是自陷的,它可以沿着分子的一个链跳到完整晶格的其他位置,直到它落入一个陷阱中为止,就像在敏化发光中那样。

长程共振转移运输,这个转移过程建立在偶极子-偶极子耦合基础之上。

激子在电场作用下迁移,将能量传递给发光分子,使其受到激发从基态跃迁到激发态。

(5) 激子辐射跃迁发光:当发光材料分子中的激子由激发态以辐射跃迁的方式回到基态时,就可以观察到电致发光现象,而发射光的颜色由激发态到基态的能级差决定。

2.2 有机电致发光材料和器件结构2.2.1有机电致发光的发光材料.一.有机电致发光器件的材料1. 阳极材料为了提高空穴的注入效率,要求阳极的功函数尽可能高。

有机EL器件还要求必须有一侧的电极是透明的,所以阳极一般采用高功函数的金属(如Au)、透明导电聚合物(如聚苯胺)和铟锡氧化物 [11]( Indium Tin Oxide,ITO)导电玻璃。

聚合物做阳极,可以避免ITO玻璃不能弯曲的特点而制作成柔性的聚合物EL器件。

这种阳极的制作方法包括在聚酯ITO膜上浇注一层1.5nm的聚苯胺膜作为空穴注入电极或采用掺杂式导电聚苯胺作阳极。

此外还有用掺杂硅作阳极制备有机电致发光器件,为OLED与硅基集成电路的集成化提供了可能。

对ITO表面进行修饰可以很大程度地提高空穴的注入,ITO/CuOx,ITO/NiO,ITO/Pt等双层阳极的使用大大地提高了器件的亮度。

2. 阴极材料为了提高电子的注入效率,阴极需采用低功函数材料以便电子在较低的电压下注入,材料主要是各种金属和合金。

钙是目前所用的功函数最低的材料(2.9eV),但是其在空气中极不稳定,能与氧气、水发生反应而被腐蚀,从而导致电子注入效率下降,影响器件的发光效率,所以适当的阴极材料应当在空气中有很好的稳定性。

铝被认为是较稳定的材料,但其功函数较高(4.3eV),所以人们常采用合金作阴极,如镁银合金(3.7eV)、镁铟合金和锂铝合金(2.9eV),也有采用层状电极如LiF/Al,NaCl/Al等来提高电子的注入效率。

3. 电子传输材料电子传输材料要有好的电子传输性能,也要有好的成膜性和稳定性。

这类材料都具有强的电子接受能力,电子亲和能比较高,同时又具有高的电子迁移率,这样有利于电子的注入和传输。

Alq就是典型的电子传输材料。

34. 空穴传输材料空穴传输材料一般具有强的给电子特性,都具有比较低的离化能,如芳香二胺类,芳香三胺类和聚硅烷类。

这些化合物一般都含有带孤电子对的氮原子或硫原子,目前一般都用芳香叔胺作为空穴传输材料。

以TPD为代表,它的空穴迁移率达到了10-3cm2/V﹒sec,但是TPD 的玻璃化转变温度(Tg=65℃)比较低,热稳定性较差,直接影响着器件的寿命。

5. 发光材料作为有机电致发光器件的发光材料主要是荧光色素,需要满足下列条件[12,13]:(1)固态具有较高的荧光量子效率,并且荧光光谱主要分布在400~700nm的可见光区域内;(2)具有良好的半导体特性,即具有良好的电导特性,或传导电子,或传导空穴,或既传导电子又传导空穴;(3)具有合适的熔点(200℃~400℃),且具有良好的成膜特性,即易于蒸发成膜,在很薄(几十纳米)的情况下能形成均匀、致密、无针孔的薄膜;(4)在薄膜状态下,具有良好的稳定性,即不易产生重结晶,不与传输层材料形成电荷转移络合物或聚焦激发态。

目前有机电致发光材料常见的主要分三类,即小分子材料和聚合物材料以及金属络合物,金属络合物也和有机小分子一样,大都通过蒸镀法成膜,但由于有些因熔点过低,在热蒸发时易分解,故只能将它们掺杂到高分子基质中旋涂成膜,但掺杂常导致相分离.所以我们暂不加以讨论,只接前两者的各项性能做一下比较(见表2.1)。

表2.1 小分子和聚合物有机电致发光材料的性能比较Table.2.1 Performance comparison between small molecule and polymer OLED materials有机小分子材料可以利用真空沉积技术较准确地控制多层器件各层的厚度,有利于提高器件的发光效率,简化制作程序。

这类材料的缺点是容易结晶,影响了器件的稳定性,可通过提高发光分子的分子量来提高材料的热稳定性;使发光分子具有一定的非平面性容易获得稳定的非晶态膜,进而可得到稳定的器件。

聚合物发光材料的最大优点是可以采取旋涂的方法制备器件,制备工艺更加简单,成本低廉,便于实现大规模的产业化生产,不足之处在于材料的提纯比较困难。

聚合物的分子结构易于进行化学修饰,可以引入各种功能基团,从而改变聚合物的发光性质、稳定性和成膜性。

在聚合物分子中引入刚性基团能够使聚合物的Tg提高,相反引入柔性基团会使聚合物的Tg降低,但是柔性基团能够使聚合物的溶解性增加,有利于加工。

通过调节聚合物的共轭长度可以调节发光波长,分子的共轭长度增加,发光波长红移,反之蓝移。

同时聚合物与小分子相比膜的热稳定性和保存稳定性要有很大改善,与基板的结合性好,机械加工性能好,可制成大面积薄膜,易于实现大面积显示,也可以制成柔性器件。

现在常用来研究的聚合物发光材料多集中在四类体系上,即聚苯撑乙烯(PPV),聚噻吩(PTh),聚对苯撑(PPP)以及聚芴(PF)。

从上述的两种发光材料的性能对比看,小分子和聚合物发光材料各有所长,而对于OLED 的研发大多是遵循各取所需,扬长避短的规律。

2.2.2有机电致发光器件的结构有机电致发光器件的基本结构属于夹层式结构,即发光层被两侧电极像三明治一样夹在中间,施加一定的直流电压后从透明衬底一侧可获得面发光。

由于有机电致发光器件制膜温度较低,一般使用的阳极材料多为氧化铟-氧化锡玻璃电极(ITO)。

在ITO上再用真空蒸镀法、旋甩涂层法或其它气相沉积的办法制备单层或多层有机薄膜,膜上面是金属背电极。

依据有机薄膜的功能,器件结构可以分为以下几类:1. 单层器件结构在器件的阳极和阴极之间制作由一种或数种物质组成的单一发光层,此种结构器件制作方便,具有较好的二极管整流特性,在聚合物器件中较为常见。

聚合物分子量大,可通过旋涂方式成膜。

聚合物的长分子链结构保证了聚合物薄膜的平整性、均匀性,而且可以同时引入空穴基团、发光基团和电子基团,因此单层聚合物器件也可以有较好的性能,但制备双层聚合物薄膜较为困难。

图2.2. 单层有机电致发光器件的结构图。

Fig. 2.2. Configuration of the single-layered structure OLED.a)b)图2.3. 双层有机电致发光器件的结构图。

a)DL-A型。

b)DL-B型。

Fig. 2.3. Configuration of the double-layered structure OLED.a) Model DL-A. b) Model DL-B.2. 双层器件结构由于大多数有机电致发光材料是单极性的,或具有电子传输特性或孔穴传输特性,而同时具有相等的电子和孔穴传输特性的有机材料非常少。

这种单极性有机材料如果作为单层器件的发光材料时会引起注入到发光层中的电子与空穴复合区自然地靠近阳极或阴极,当复合区越靠近某一电极就越容易被该电极所淬灭而导致器件的发光效率降低。

Kodak公司首先提出了将双层有机膜结构应用于玻璃衬底OLED,他们的器件结构也叫DL-A型双层结构器件(如图2.3. a)所示)。

它的主要特点是发光层材料具有电子传输特性,需要加入一层空穴传输材料去调节空穴和电子注入到发光层的速率,这层空穴传输材料还起着阻挡电子的作用,使注入的电子和空穴在发光层处发生复合。

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