OLED简介、发光基本原理、发光材料和应用

OLED发光材料
(3)取代基中有较多的给电子基团。 一般来说,化合物的共轭体系上如果具有 强的给电子基团,如: - NH2 , - OH, - OR 等,可以在一定程度上加强化合物的 荧光,因为含这类基团的荧光体,其激发态常由环外的羟基或氨基上的电子激 发转移到环上而产生的。 由于它们电子的电子云几乎与芳环上的轨道平行, 实际上它们共享了共轭电子结构,同时扩大了其共轭双键体系。 所以这类化 合物的吸收光与发射光的波长都比未被取代的芳族化合物的波长长,其荧光 效率增加。 高分子电致发光材料
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。
OLED发光材料
相关材料： •聚苯撑乙烯类( PPV) 电致发光材料：PPV 是第一个被报道用作发光材料 制备电致发光器件的高分子， 是目前研究得最多、最广泛、最深入，也被 认为是最有应用前途的异类高分子电致发光材料。 经典的PPV 材料具有不 溶与不熔的特点， 因此许多科学家都致力于通过化学改性和物理改性来设 计合成出结构、性能各异的PPV 及其衍生物， 以满足使用要求。 •聚芴类( PF) 电致发光材料：在各种有机电致发光材料中， PF 材料具有较 高的光和热稳定性， 并且芴单元是刚性共平面的联苯结构，C-9 位置可以 方便地引入各种取代基团以改善溶解性能及超分子结构， 而不会引起显著 的空间位阻而影响主链的共轭， 因而是一种具有应用前景的有机蓝光发光 共轭聚合物（共轭聚合物具有较强的光捕获能力，可用来放大荧光传感信 号 ）材料。 •聚噻吩类( PT ) 电致发光材料：PT 聚合物也是被广泛研究的一类共轭聚合 物， 聚噻吩类电致发光材料的优点在于聚噻吩及其衍生物的合成比较容易， 稳定性非常好， 在室温甚至较高的温度下可以稳定数年， 而且其导电率几 乎不变。
OLED的研究
•OLED简介 •OLED发光原理 •OLED发光材料 •OLED的封装 •FOLED的优缺点 •OLED电视 •FOLED的应用
12组
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。
OLED发光材料
发光与结构的关系 有机化合物能否发光以及发光波长、发光效率如何,主要取决于其化学结
构. 荧光通常发生在具有刚性平面和π电子共轭体系的分子中.所以发光有机 物往往具有以下结构特征: （1）具有大的π键结构。 共轭体系越大,离域电子越容易被激发,相应地,荧 光较易产生。一般来说,芳香体系越大,其荧光峰越向长波方向移动,而且荧光 强度往往加强。 对于同样共轭环数的芳香族化合物,线性分子的荧光波长比 非线性分子的荧光波长要长。 例如,蒽的荧光发射波就比菲的要长。 (2)刚性平面结构。 大量的研究发现,具有较为刚性平面结构的化合物有着较 好的荧光性能,这主要是由于振动耗散引起的内转换几率减小的结果. 例如,偶 氮苯是一个不发荧光的有机物,而杂氮菲分子发荧光,这是因为后者可以看作 是偶氮苯分子被一个碳碳双键所固定的结果. 类似的例子还很多,在设计功能 分子时可以考虑在分子中引入这样的化学键或者空间位阻以减少激发态能量 的振动耗散,从而有利于荧光的产生。
OLED发光原理
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。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； 3、载流子复合。电子和空穴结合产生激子； 4、激子的迁移。激子在电场作用下迁移，将能量 传递给发光分子，并激发电子从基态跃迁到激 发态； 5、电致发光。激发态能量通过辐射跃迁失活，产 生光子释放光能。
OLED发光材料
有机发光材料的发光原理 有机物的发光是分子从激发态回到基态产生的辐射跃迁现象。 获得有机分 子发光的途径很多,光致发光中大多数有机物具有偶数电子,基态时电子成对 的存在于各分子轨道。 根据泡林不相容原理,同一轨道上的两个电子自旋相 反,所以分子中总的电子自旋为零, 这个分子所处的电子能态称为单重态(2S + 1 = 0) . 当分子中的一个电子吸收光能量被激发时,通常它的自旋不变,则激 发态是单重态。 如果激发过程中电子发生自旋反转,则激发态为发到激发单 重态(S ) , 经振动能级驰豫到最低激发单重态(S1 ) , 最后由S1 回到基态S0 , 此时产生荧光, 或者经由最低激发三重态( T1 ) , ( S1 - T1 ) , 最后产生T1 S0 的电子跃迁,此时辐射出磷光。
1990 年Friend 等人首次使用聚苯撑乙烯作发光材料制成了聚合物电致 发光器件， 开创了高分子电致发光材料研究的新局面。 与有机小分子发光 材料相比， 高分子发光材料来源广泛，同时可根据其用途的不同进行分子 设计。 材料的电子结构、发光颜色可以通过化学修饰的方法进行调整。此 外高分子电致发光材料具有良好的机械加工性能， 成膜性和稳定性好， 可 以制作成可折叠卷曲的柔性器件， 器件的启动电压较低、亮度与发光效率 普遍较高， 这些优点使聚合物成为具有良好商业前景的电致发光材料。