OLED(Organic Light-emitting Diodes)，中文名稱為有機(jī)發(fā)光二極管，是基于有機(jī)半導(dǎo)體材料的發(fā)光二極管。OLED由于具有全固態(tài)、主動(dòng)發(fā)光、高對(duì)比度、超薄、低功耗、無視角限制、響應(yīng)速度快、工作溫度范圍寬、易于實(shí)現(xiàn)柔性和大面積、功耗低等諸多優(yōu)點(diǎn)，不但可以作為顯示器件，在照明領(lǐng)域也有很好的應(yīng)用前景，OLED已經(jīng)被視為21世紀(jì)最具前途的顯示和照明產(chǎn)品之一。
OLED材料
OLED材料的特性極大地影響OLED器件的性能，對(duì)于OLED發(fā)光材料，固態(tài)下有較強(qiáng)熒光、載子傳輸性能好、熱穩(wěn)定性和化學(xué)穩(wěn)定性強(qiáng)、量子效率高且能夠真空蒸鍍或可很好地溶解等特性是非常必要的，各公司和研究機(jī)構(gòu)一直在材料規(guī)模制備做更多的工作。
有機(jī)電極材料：電極材料分為陽極材料和陰極材料，其中陽極材料常用的是銦錫氧化物(ITO)，而陰極材料是各種低功函數(shù)的金屬，如Al、Ag、Mg、Ca、Ba等。除了利用碳材料和納米金屬線在陽極進(jìn)行電極研究，有科學(xué)家在復(fù)合陰極材料中進(jìn)行探索，比如使用八羥基喹啉鋰來代替常用的氟化鋰來改善電子注入，也有研究小組注重于純有機(jī)材料在旋涂技術(shù)中對(duì)OLED器件的改善， Jen K-Y Alex研究小組就開發(fā)了一種基于聚芴主鏈的水溶性的高分子界面材料PF-OH，制備出高效的高分子OLED白光器件，相比于傳統(tǒng)的無機(jī)界面材料有低成本、節(jié)省工藝步驟的優(yōu)勢(shì)。
有機(jī)電荷傳輸材料：為了降低電荷從電極注入后進(jìn)入發(fā)光層的勢(shì)壘，在器件中引入合適的電荷傳輸材料是非常必要的。對(duì)于傳輸材料而言，最重要的是實(shí)現(xiàn)載流子的平衡，以免有空穴或電子的浪費(fèi)。目前常用的空穴傳輸材料一般具有芳香胺單元，如NPB,TPD,TCTA和TAPC等，而常用的傳輸材料有AlQ、BCP、PBD、TPBI以及最近Junji Kido小組開發(fā)出的Tm3PyPB]。
客體磷光材料：磷光材料的研究仍然集中在重金屬配合物，尤其是在金屬銥的配合物研究和開發(fā)，目前的難點(diǎn)圍繞著藍(lán)色磷光材料展開。LG公司的Youngjin Kang小組開發(fā)了一類帶二氟吡啶這類強(qiáng)拉電子基團(tuán)的銥配合物fac-[Ir(dfpypy)3]，該化合物的在二氯甲烷中有著高達(dá)77%的量子效率。除了傳統(tǒng)的C^N配體之外，C^P配體也逐步走進(jìn)了科學(xué)家的視野， Yun Chi小組開發(fā)了一種新的方法來制備C^P配體的銥配合物，想擺脫對(duì)傳統(tǒng)C^N配體的束縛，由于磷原子的給電子能力更強(qiáng)，形成的配合鍵的鍵強(qiáng)也更強(qiáng)，有利于發(fā)光光譜的藍(lán)移。除了金屬銥配合物之外，最近Mark Thompson小組利用更為廉價(jià)的一價(jià)銅的配合物來制作磷光材料，制備了一種新的配體mCPy，制備器件時(shí)用其和CuI共蒸鍍，得到[CuI(mCPy)2]2，也取得了4.4%的外量子效率，這個(gè)是一個(gè)令人關(guān)注的進(jìn)展。
主體材料：主體材料是獲得高性能器件的關(guān)鍵，主體材料的研究在近幾年取得了長(zhǎng)足進(jìn)步。主體材料可以分為空穴傳輸型主體材料，電子傳輸型主體材料和雙極傳輸型主體材料。空穴傳輸性主體材料一般都包含芳香胺結(jié)構(gòu)，常見的是咔唑和三苯胺基團(tuán);最近的一些研究也開始的引入芳香醚結(jié)構(gòu)。最為常用的CBP分子，由兩個(gè)苯基咔唑分子組合而成，是最早見于文獻(xiàn)報(bào)道的主體材料，由于咔唑結(jié)構(gòu)有很好的空穴傳輸性能，同時(shí)擁有很好的三線態(tài)能級(jí)，是主體材料構(gòu)建中的理想選擇，但是僅有2.56 eV的三線態(tài)能級(jí)將其應(yīng)用限制在綠光和紅光領(lǐng)域，而在藍(lán)光磷光器件中的表現(xiàn)不夠優(yōu)良。最近的研究則是通過改變CBP的連接方式或是引入橋環(huán)結(jié)構(gòu)提高其熱穩(wěn)定性能得到BCBP或是改變其連接方式來改變能級(jí)分別得到m-CBP和o-CBP，后兩者的三線態(tài)能級(jí)達(dá)到2.84 eV 和3.00 eV，而藍(lán)光器件的外量子效率分別達(dá)到8.7%和14.2%。
熒光材料方面，性能最高的是日本出光興產(chǎn)(Idemitsu Kosan)的材料。紅光效率達(dá)到了11cd/A，壽命高達(dá)16萬小時(shí);綠光效率達(dá)到30cd/A，壽命為6萬小時(shí);正在開發(fā)中的高效率、長(zhǎng)壽命藍(lán)光材料BD-2 (0.13, 0.22)，效率為 8.7cd/A，壽命2.3萬小時(shí)。磷光材料方面，UDC公司開發(fā)的紅光材料色度坐標(biāo)為(0.67，0.33)，效率達(dá)到15cd/A，500 cd/m2下工作壽命超過15萬小時(shí);綠光材料色坐標(biāo)為(0.34，0.61)，效率達(dá)到65cd/A，初始亮度為1000 cd/m^2時(shí)，壽命超過4萬小時(shí);最難得到的藍(lán)色磷光材料效率達(dá)到了30cd/A，在200 cd/m^2的初始亮度下，壽命達(dá)到了10萬小時(shí)。總體上講，OLED紅、綠、藍(lán)三色材料的發(fā)光效率和發(fā)光壽命均基本滿足實(shí)用化需求。表13-3給出了國際代表性公司在OLED材料方面取得的器件性能進(jìn)展。
目前國際上與OLED有關(guān)的專利已經(jīng)超過1400份，其中最基本的專利有3項(xiàng)。小分子熒光OLED材料的基本專利由美國Kodak公司所有，高分子OLED材料專利由英國CDT和美國Uniax公司擁有，而小分子磷光OLED材料則由美國UDC公司擁有。
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