OLED材料介绍

时间:2014-09-28 14:46来源:互联网作者:笨笨猪 点击:
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摘要:OLED(Organic Light-emitting Diodes),中文名称为有机发光二极管,是基于有机半导体材料的发光二极管。OLED由于具有全固态、主动发光、高对比度、超薄、低功耗、无视角限制、响应速度快、工作温度

关键字:OLED,有机发光二极管

  OLED(Organic Light-emitting Diodes),中文名称为有机发光二极管,是基于有机半导体材料的发光二极管。OLED由于具有全固态、主动发光、高对比度、超薄、低功耗、无视角限制、响应速度快、工作温度范围宽、易于实现柔性和大面积、功耗低等诸多优点,不但可以作为显示器件,在照明领域也有很好的应用前景,OLED已经被视为21世纪最具前途的显示和照明产品之一。

  OLED材料

  OLED材料的特性极大地影响OLED器件的性能,对于OLED发光材料,固态下有较强荧光、载子传输性能好、热稳定性和化学稳定性强、量子效率高且能够真空蒸镀或可很好地溶解等特性是非常必要的,各公司和研究机构一直在材料规模制备做更多的工作。

  有机电极材料:电极材料分为阳极材料和阴极材料,其中阳极材料常用的是铟锡氧化物(ITO),而阴极材料是各种低功函数的金属,如Al、Ag、Mg、Ca、Ba等。除了利用碳材料和纳米金属线在阳极进行电极研究,有科学家在复合阴极材料中进行探索,比如使用八羟基喹啉锂来代替常用的氟化锂来改善电子注入,也有研究小组注重于纯有机材料在旋涂技术中对OLED器件的改善, Jen K-Y Alex研究小组就开发了一种基于聚芴主链的水溶性的高分子界面材料PF-OH,制备出高效的高分子OLED白光器件,相比于传统的无机界面材料有低成本、节省工艺步骤的优势。

  有机电荷传输材料:为了降低电荷从电极注入后进入发光层的势垒,在器件中引入合适的电荷传输材料是非常必要的。对于传输材料而言,最重要的是实现载流子的平衡,以免有空穴或电子的浪费。目前常用的空穴传输材料一般具有芳香胺单元,如NPB,TPD,TCTA和TAPC等,而常用的传输材料有AlQ、BCP、PBD、TPBI以及最近Junji Kido小组开发出的Tm3PyPB]。

  客体磷光材料:磷光材料的研究仍然集中在重金属配合物,尤其是在金属铱的配合物研究和开发,目前的难点围绕着蓝色磷光材料展开。LG公司的Youngjin Kang小组开发了一类带二氟吡啶这类强拉电子基团的铱配合物fac-[Ir(dfpypy)3],该化合物的在二氯甲烷中有着高达77%的量子效率。除了传统的C^N配体之外,C^P配体也逐步走进了科学家的视野, Yun Chi小组开发了一种新的方法来制备C^P配体的铱配合物,想摆脱对传统C^N配体的束缚,由于磷原子的给电子能力更强,形成的配合键的键强也更强,有利于发光光谱的蓝移。除了金属铱配合物之外,最近Mark Thompson小组利用更为廉价的一价铜的配合物来制作磷光材料,制备了一种新的配体mCPy,制备器件时用其和CuI共蒸镀,得到[CuI(mCPy)2]2,也取得了4.4%的外量子效率,这个是一个令人关注的进展。

  主体材料:主体材料是获得高性能器件的关键,主体材料的研究在近几年取得了长足进步。主体材料可以分为空穴传输型主体材料,电子传输型主体材料和双极传输型主体材料。空穴传输性主体材料一般都包含芳香胺结构,常见的是咔唑和三苯胺基团;最近的一些研究也开始的引入芳香醚结构。最为常用的CBP分子,由两个苯基咔唑分子组合而成,是最早见于文献报道的主体材料,由于咔唑结构有很好的空穴传输性能,同时拥有很好的三线态能级,是主体材料构建中的理想选择,但是仅有2.56 eV的三线态能级将其应用限制在绿光和红光领域,而在蓝光磷光器件中的表现不够优良。最近的研究则是通过改变CBP的连接方式或是引入桥环结构提高其热稳定性能得到BCBP或是改变其连接方式来改变能级分别得到m-CBP和o-CBP,后两者的三线态能级达到2.84 eV 和3.00 eV,而蓝光器件的外量子效率分别达到8.7%和14.2%。

  荧光材料方面,性能最高的是日本出光兴产(Idemitsu Kosan)的材料。红光效率达到了11cd/A,寿命高达16万小时;绿光效率达到30cd/A,寿命为6万小时;正在开发中的高效率、长寿命蓝光材料BD-2 (0.13, 0.22),效率为 8.7cd/A,寿命2.3万小时。磷光材料方面,UDC公司开发的红光材料色度坐标为(0.67,0.33),效率达到15cd/A,500 cd/m2下工作寿命超过15万小时;绿光材料色坐标为(0.34,0.61),效率达到65cd/A,初始亮度为1000 cd/m^2时,寿命超过4万小时;最难得到的蓝色磷光材料效率达到了30cd/A,在200 cd/m^2的初始亮度下,寿命达到了10万小时。总体上讲,OLED红、绿、蓝三色材料的发光效率和发光寿命均基本满足实用化需求。表13-3给出了国际代表性公司在OLED材料方面取得的器件性能进展。

  目前国际上与OLED有关的专利已经超过1400份,其中最基本的专利有3项。小分子荧光OLED材料的基本专利由美国Kodak公司所有,高分子OLED材料专利由英国CDT和美国Uniax公司拥有,而小分子磷光OLED材料则由美国UDC公司拥有。

【光粒网综合报道】( 责任编辑:yeyan )
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