暨南大学 研究生课程论文 论文题目：有机发光二极管显示研究现状与发展 学院：理工学院 学系：物理系 专业：物理电子学 课程名称：发光与显示技术 学生姓名：汤华清 学号：1034234006 指导教师：刘彭义 2011年06 月15 日
有机发光二极管显示研究现状与发展 汤华清 （暨南大学物理系,广州510632） 摘要：有机电致发光二极管( OLED) 因其白光材料的多样性、制程的简单性和成本低廉性, 特别是其面光源的属性, 相较于电致发光二极管( LED) 的点光源, 更有望成为未来显示器件的主角。本文介绍OLED 显示技术的最新进展, 分别阐述了OLED的显示原理，分类及优缺点。OLED器件的显示材料,OLED制备的核心工艺与技术, 其中包括氧化铟锡（ITO）基片的清洗和预处理、阴极隔离柱制备、有机功能薄膜和金属电极的制备、彩色化技术、封装技术、显示驱动技术。并简要介绍了OLED技术的应用前景。 Abstract:Because the organic electroluminescence diode (OLED) its white light material's multiplicity, the system regulation's simplicity and cost inexpensive, specially its photo source's attribute, compares in the electroluminescence diode (LED) the point source, will become in the future display device's lead hopefully. This article introduced that the OLED display technology the newest progress, elaborated the OLED display principle separately, the classification and the good and bad points. , OLED component's demonstration material, OLED preparation core craft and technology, including the indium oxide tin (ITO) the substrate clean and the pretreatment, the negative pole insulated column preparation, the organic function thin film and metal electrode's preparation, the multicolored technology, the seal technology, the demonstration actuation technology. And introduced the OLED technology application prospect briefly. 关键词：OLED；显示技术；发光元件；彩色化技术；驱动电路 1.引言 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、工作范围宽、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。 2.OLED概述 2.1 OLED发展过程 1963年Pope发表了世界上第一篇有关OLED的文献，当时使用数百伏电压，加在有机芳香族Anthracene（葸）晶体上时，观察到发光现象。但由于电压过高，发光效率低，未得到重视。直到1987年伊士曼柯达公司的C.W. Tang及Steve Van Slyke等人发明以真空蒸镀法制成多层式结构的OLED器件后，研究开发才活越起来。同年，英国剑桥大学卡文迪许实验室的Jeremy Burroughes证明高分子有机聚合物也有电致发光效应。1990年英国剑桥大学的Friend等人成功的开发出以涂布方式将多分子应用在OLED上，即Polymer（多聚物，聚和物） LED，亦称PLED。不但再次引发第二次研究热潮，更确立了OLED在二十一世纪产业中所占的重要地位。近年来有源OLED（TFT－OLED）成为研究热点。OLED所用的TFT需采用多晶硅技术，与LCD所用的TFT有很大差别。OLED与低温多晶硅技术结合使得开发较大尺寸的显示屏成为可能。OLED的应用大概可以分为三个阶段：
有机电致发光材料的新进展 唐杰 （湖南工程学院化学化工学院，湘潭，411101） 摘要：介绍了有机电致发光材料的最新进展，对有机电致发光材料进行分类和评述，重点介绍载流子传输材料和发光材料(小分子发光材料，金属配合物发光材料和聚合物发光材料)的国内外研究现状，并对有机电致发光材料的应用前景进行评述。 关键词：有机电致发光；发光材料；有机小分子；金属配合物；聚合物 Abstract：The recent progress of organic electroluminescent materials was introduced. Various kinds of organic molecular materials and polymer materials used for organic electroluminescence at present were mainly described. The future application of the materials was described. Key words：organic electroluminescence；luminescent material；small organic molecule；organometallic complex；polymer 前言 有机电致发光(organic electro-luminescence )，也叫有机发光二极管(organic light-emitting diode)，简称为OLED[1]，是指有机物在电场作用下，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光能的过程。该类材料具有低成本、制作简单、驱动电压低、体积小、响应时间短、重量轻、高导电性、良好的成膜性、视角宽、可大面积使用、柔韧性及可塑性好、自身可发光等显著优点，能够满足照明和显示技术高的需求，已经吸引了科学界和商业界的高度关注。目前国内外对OLED的研究主要集中在发光材料的研究，器件的制作和产品研发上。 在20世纪30年代的时候，人类就开始对有机电致发光材料进行研究了。最初的是1936年Destriau发现的，他将化合物不集中在聚合物中制备了薄膜。1963年，Pope、Lohmann、Helfrich和Willams等人都接连研究了稠环芳香族的蒽、萘等化合物，但大都由于诸多因素而使其发展受到限制。1982年，美国柯达集团的Vincett[2]等人，用真空沉积有机薄膜的这样方法得到有机电致发光材料。从此，对有机发光材料研究的帷幕拉开了。1987年，C.W.Tang[2，3]利用超薄薄膜技术，得到了有机电致发光的材料这一进展对有机发光材料研究的影响很大，全世界都
有机发光二极管原理及应用 梁亮5030209282 有机发光二极管诞生于1979年，由柯达公司罗切斯特实验室的邓青云博士及同事范斯莱克所发明。 ⑴有机发光二极管(OLED)的原理 有机发光二极管(OLED)同普通发光二极管（LED）发光的原理相同，即利用半导体经过渗透杂质处理后形成PN结，电子由P型材料引入，当电子与半导体内的空穴相遇时，有可能掉到较低的能带上，从而放出能量与能隙相同的光子，从而形成发光二极管。发光二极管的光线波长取决于发光材料的能隙大小。若要使二极管产生可见光，就要使材料的低能带与高能导带之间的能隙大小必须落在狭窄的范围内，大约2至3电子伏特。能量为一电子伏特的光子波长为1240纳米，处于红外区，当能量达到3电子伏特时，发出光子的波长约为400纳米左右，呈紫色。 有机发光二极管与传统发光二极管的区别在于，有机发光二极管所采用的半导体材料为有机分子材料。按照分子大小区分，可分为两大类：小分子的称之为低分子OLED,大分子的称为高分子OLEDP型有机分子。当P型有机分子和N型有机分子接触时，在两者的接触面就会产生类似发光二极管一样的发光现象。此外，采用氧化铟锡作为P型接触材料。由于氧化铟锡为透明导电材料，易于载流子注入，而且具有光线传播还需要有透明性能，非常适合做P型接触材料。 OLED的典型结构非常简单：玻璃基板（或塑料基衬）上首先有一层透明的氧化铟锡阳极，上面覆盖着增加稳定性的钝化层，再向上就是P型和N型有机半导体材料，最顶层是镁银合金阴极。这些涂层都是热蒸镀到玻璃基板上的，厚度非常薄，只有100到150纳米，小于一根头发丝的1%，而传统LED的厚度至少需要数微米。在电极两端加上2V到10V的电压，PN结就可以发出相当明亮的光。这种基本结构多年来一直没有太大的变化，人们称之为柯达型。由于组成材料的分子量很小，甚至小于最小的蛋白质分子，所以柯达型的OLED 又被称为低分子OLED。 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。 旋转涂布工艺采用的原理是：在旋转的圆盘上（通常为每分钟1200转至1500转）滴上数滴液体，液体会因为旋转形成的离心力而呈薄膜状分布。在这种状态下，液体凝固后便可在膜体上形成晶体管等组件。膜体的厚度可通过调节液体粘度及旋转时间来调整。旋涂之后，要采取烘干的步骤来除去溶剂。 最初PLED是由一种称之为次苯基二价乙烯基（PPV）单层活性聚合物，夹于氧化铟锡和钙之间形成。铟锡氧化物为载流子注入层，而钙为电子传递层。现在的PLED又增添了一层聚合物载流子注入层。PPV聚合物产生黄光，具有效率高寿命长的特点，这是由于在低压工作环境下，聚合物层具有良好的导电性能。这种PLED应用于计算机显示器，其寿命可长达
终极有机EL技术”——荧光材料实现与磷光同等的发光效率 核心提示：日本九州大学最尖端有机光电子研究中心（OPERA）宣布，开发出了使荧光材料以100％的内部量子效率发光的有机EL器件。这是将OPERA以前开发的“热活性型延迟荧光（TADF）”材料掺杂在传统荧光发光有机EL器件的发光层实现的。 日本九州大学最尖端有机光电子研究中心（OPERA）宣布，开发出了使荧光材料以100％的内部量子效率发光的有机EL器件。这是将OPERA以前开发的“热活性型延迟荧光（TADF）”材料掺杂在传统荧光发光有机EL器件的发光层实现的。与原来的TADF相比，可以用更通用、更简便的方法制作出有机EL 材料和器件，同时还具有器件耐久性高的优点。OPERA负责人安达千波矢对这次新开发的技术充满信心，甚至“被（外部技术人员等）称做有机EL的终极技术”。 九州大学开发的辅助掺杂剂和此次的发光原理。颜色为单独发光时的发光色。 有机EL器件的发光层一般要组合使用受电流激发产生激子的主体材料和直接关系到发光的掺杂剂材料。 据论文作者、OPERA的中野谷一介绍，此次有机EL器件的发光层使用的主体材料是“传统有机EL使用的通用材料”。作为发光材料（掺杂剂）使用的荧光材料为发蓝色光的TBPe、发绿色光的TTPA、发橙色光的TBRb以及发红色光的DBP等，也都是通用材料。如果直接使用这些材料，有机EL器件的外部量子效率最高只有3～4％。
元件采用的荧光发光掺杂剂材料和发光时的光谱。 OPERA在这些材料构成的发光层中，添加了TADF材料作为辅助掺杂剂，由此提高了外部量子效率，蓝色光为13.4％，绿色光为15.8％，橙色光为18.0％，红色光为17.5％。 该技术可带来两大好处。一是由于基本结构是材料设计自由度高而且在器件制造方面已经有丰富技术经验的荧光材料器件，因此可以更加简便地开发出发光效率高的有机EL器件。 另一个好处是有望大幅改善高发光效率的有机EL器件的发光寿命。这是因为，辅助掺杂剂的作用是为主体材料与掺杂剂材料之间的能量输送提供帮助。由于直接关系到发光的掺杂剂是电化学稳定性较高的荧光材料，因此“器件的驱动耐久性显著提高”（九州大学）
蓝色长余辉发光材料的合成及其发光性能 稀土离子激活的铝酸盐和硅酸盐是两类化学性能稳定、发光强和色纯 度高的蓝色发光材料,并且其余辉呈慢衰减的特性。本文综述了稀土离子激活的铝酸盐和硅酸盐蓝色长余辉材料的常用制备方法,介绍了其发光基质及发光性能的影响因素,采用如下方法合成了性能良好的长余辉材料。以尿素和醋酸作为辅助剂,采用简易溶胶—凝胶燃烧法合成长余辉材料Sr2MgSi2O7: Eu2+,Dy3+。简 易溶胶—凝胶燃烧法综合了溶胶—凝胶法,燃烧法和超声波法。采用简易溶胶—凝胶燃烧法合成的产物具有发光性能好,颗粒小等特点。因此具有更广的应用价值。当Eu2+:Dy3+的摩尔百分比为3% : 6%,产物的发光性能最好。测试结果表明,当产物被激发峰λex=230nm激发时,有很宽的发射光谱(420—550nm)。因此长余辉材料Sr2MgSi2O7: Eu2+,Dy3+是具有广阔应用前景的蓝色发光材料。燃 烧法合成了长余辉发光材料CaAl2O4:Eu2+,Dy3+,Nd3+。文章讨论了Dy3+的掺入量、Nd3+的掺入量、分散方法(搅拌或超声波分散)和燃烧温度等影响材料发光 性能的因素。测试结果表明,我们可以看出加入一定量的Dy3+能够增强 CaAl2O4:Eu2+,Nd3+的发光强度,加入合适摩尔含量的H3BO3后,形成晶体所需的温度会降低。用超声波分散方法处理样品比用搅拌处理的样品的发光性能要 好。研究了燃烧温度、Eu2+和Dy3+的掺杂量、助熔剂硼酸的加入量、尿素加入 量及Al/Sr的比例对Sr4Al14O25:Eu2+,Dy3+长余辉发光材料发光性能的影响, 从而确定了长余辉发光材料Sr4Al14O25:Eu2+,Dy3+的最佳合成工艺.所得产物 分别进行了XRD、TEM、荧光测试和亮度测试,分析结果表明磷光体存在400nm 和482nm两个发射峰,分别对应于Eu2+在基质中两种不同的存在方式,与传统的 高温固相法相比发射主峰出现了蓝移;亮度测试找到了最佳的原料配比及合成条件. 同主题文章 【关键词相关文档搜索】：物理化学; 长余辉发光材料; 溶胶-凝胶燃烧法; 超声波分散; 光学性质 【作者相关信息搜索】：中南民族大学;物理化学;陈栋华;张博;
有机发光二极管显示原理及应用 摘要：有机电致发光二极管( OLED) 因其白光材料的多样性、制程的简单性和成本低廉性, 特别是其面光源的属性, 相较于电致发光二极管( LED) 的点光源, 更有望成为未来显示器件的主角。本文介绍OLED 显示技术的最新进展, 分别阐述了OLED的显示原理，分类及优缺点。OLED器件的显示材料,OLED制备的核心工艺与技术,并简要介绍了OLED技术的应用前景。 关键词：OLED；显示技术； 1.引言 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、工作范围宽、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。 2.OLED发展过程 OLED的应用大概可以分为三个阶段： （1）1997-2001年，OLED的试验阶段，在这个阶段，OLED开始走出实验室，主要应用在汽车音响面板，PDA手机上。但产量非常有限，产品规格也很少，均为无源驱动，单色或区域彩色，很大程度上带有试验和试销性质。2001年全球销售额仅1.5亿美元。
（2）2002－2005年，OLED的成长阶段，这个阶段人们将能广泛接触到带有OLED的产品，包括车载显示器，PDA、手机、DVD、数码相机、头盔用微显示器和家电产品。产品正式走入市场，主要是进入传统LCD、VFD等显示领域。仍以无源驱动、单色或多色显示、10英寸以下面办为主，但有源驱动的、全彩色和10英寸以上面板也开始投入使用。 （3）2005年以后，OLED的成熟阶段，随着OLED产业化技术的日渐成熟，OLED将全面出击显示器市场并拓展属于自己的应用领域。其各项技术优势将得到充分发掘和发挥。 3.OLED显示原理 图1.：OLED结构图
1 02121289.9 一种有机电致发光材料及其应用 2 02134788. 3 稀土高分子光致发光材料及其合成方法 3 01124165.9 一种纳米级超长余辉硅铝复合盐类发光材料及其制备方法 4 01133301.4 电致发光材料包膜 5 02130973. 6 一种电致发光磷光材料及其应用 6 01136619.2 一种非放射性环保蓄能发光材料及其制备方法 7 02134210.5 含硒杂环化合物的聚合物及其在制备发光材料中的应用 8 02125386.2 一种合成长余辉发光材料的新方法 9 02155860.4 允许由给体转移有机材料以便在有机发光二极管器件内形成层的设备 10 02124569.X 亚甲基吡咯金属络合物、使用该络合物的发光元件材料以及发光元件 11 02132760.2 含有高可见发光效率的CdTe纳米晶透明聚合物体相材料的制备方法 12 01804068.3 发光元件材料和使用该材料的发光元件 13 99816847.5 光致发光的半导体材料 14 02124757.9 脂环式环氧化合物、其制造方法和组成物及发光二极管用密封材料 15 02135615.7 有机电致发光材料8-羟基喹啉铝的制备方法 16 01138882.X 超长余辉高亮度蓝紫色发光材料的制备方法 17 01138883.8 铝酸盐高亮度长余辉发光材料及其制备方法 18 02157031.0 用于转移有机材料以形成有机发光装置中的结构层的方法 19 03112784.3 纳米发光复合材料及其制备方法 20 03113677.X 含镉氧化物长余辉发光材料及其制备方法 21 02103614.4 基于纳米材料的发光气敏传感器及纳米材料的成膜工艺
目录 摘要 .......................................................................................................................... V Abstract ................................................................................................................ IX 主要符号对照表 ................................................................................................ XVII 第1章绪论 (1) 1.1 引言 (1) 1.2 有机电致发光理论基础 (2) 1.2.1 荧光与磷光 (2) 1.2.2 有机电致发光的机理 (3) 1.2.3 能量转移过程及机理 (4) 1.2.4 有机电致发光器件的结构 (4) 1.2.5 有机电致发光器件的表征参数 (5) 1.3 有机电致磷光客体材料 (6) 1.4 主体材料概述 (8) 1.4.1 小分子主体材料 (8) 1.4.2 聚合物主体材料 (9) 1.5 本文的设计思路与主要内容 (12) 1.5.1 论文的选题 (12) 1.5.2 本论文的构成 (13) 第2章实验试剂和仪器测试 (15) 2.1 实验试剂 (15) 2.2 分析测试所涉及到的仪器 (16) 2.2.1 核磁共振(NMR) 与元素分析 (16) 2.2.2 液体、薄膜紫外-可见吸收光谱与液体、薄膜荧光发射光谱 (17) 2.2.3 热重分析（TGA）与玻璃化转变温度分析（DSC) (17) 2.2.4 电化学性质的循环伏安(CV) (17) XIII
有机发光二极管（OLED）的应用和发展 摘要: 有机电致发光现象最早发现于上世纪50年代。这项技术最早存在很大的缺点，一开始并未引起广泛的研究兴趣。直到20年前发生的突破性进展，OLED得以实现了各种功能化，并成为了最有前途的显示和发光器件。本文先介绍了OLED的历史，然后讲解了OLED的原理，并重点介绍了OLED 的应用化技术和在各种方面的应用，最后提出了对我国OLED 技术发展的展望。 关键词电致发光；半导体；有机发光二极管；显示器；OLED 照明光电综合；显示驱动电路 1Abstract:phenomenon of OLED is found in 1950s.This technology had many disadvantages at early time,at the beginning ,researchers have no interests on it.Until the breakthrough progressment of 20 years ago,OLED just could accomplish every kind of effection and became the most promising showing and optical apparatus.First of all,this article introduces the history of OLED,then explains the theory,and puts more attention on applied technologies and applies of every aspect,at last,it involves the development of OLED technologies .
《有机发光二极管》课程教学大纲 一、课程基本信息 课程编号：13103209 课程类别：专业选修课程 适用专业：材料物理 总学时：54 总学分：3 课程简介： 有机发光二极管（OLED）技术是一种新生的显示和照明技术，目前处于关键的发展阶段，已有少量商业化产品。有机发光二极管很多方面的工作尚都处于探索阶段，没有成熟到可商业化阶段，需要研究机构和学术界进一步研究。有机发光二极管涉及物理、化学、材料和电子等多学科交叉领域。本课程从材料、器件结构、器件物理等方面介绍了有机电致发光的原理及物理机制，并对OLED器件的驱动（薄膜晶体管）机理，以及显示屏的构造、工作机制、制造方法等作了详细介绍。 授课教材：《有机电致发光:从材料到器件》，城户淳二, 肖立新, 陈志坚，北京大学出版社; 第1版，2012年。 参考书目： [1] 《OLED梦幻显示器:材料与器件》，陈金鑫, 黄孝文，人民邮电出版社，2011年。 [2] 《有机电致发光材料与器件导论》，黄春辉，李富友,黄维，复旦大学出版社, 2005年。 二、课程教育目标 学生通过本课程的学习要求利用材料合成和半导体固体物理学的基本概念、基本原理和方法，掌握它们有机发光二极管技术中的应用，为学生进一步学习专业课和毕业后从事科研和高新技术工作打下坚实的基础。 三、教学内容与要求 第一章有机EL时代来临 教学重点：有机电致发光的概念 教学难点：有机电致发光与液晶显示的不同 教学时数：4学时 教学内容： 1、下一代显示器的最具优势技术 2、凌驾于液晶之上的有机EL 教学方式：课堂讲授 教学要求：掌握有机电致发光的概念，理解有机电致发光与其它显示方式的不同。 第二章有机EL的结构 教学重点：有机EL的结构和原理
*江苏省高技术项目资助(编号BG2005034) 王小亮:男,硕士 E -mail:chem )xiaoliang.student@sina.co m 有机小分子电致磷光材料研究进展* 王小亮,孙岳明,蒋 伟,王 启,宋坤忠 (东南大学化学化工学院,南京210096) 摘要 在过去20年对小分子电致发光器件的研究中,由于没有充分利用三线态激子能量,器件的内量子效率存在25%的理论极限。由于有机磷光染料可以同时利用其单线态和三线态激子,理论上可以使器件的内量子效率达到100%,突破了25%的理论极限,因而近几年在小分子主体材料中掺杂磷光染料制成器件的研究备受关注。综述了近几年金属有机电致磷光材料的研究进展,重点评述了金属铱配合物在分子设计上的研究进展,同时论述了其发光机理和掺杂剂材料以及器件制作的研究进展,展望了金属有机配合物电致磷光材料的发展前景,并提出了今后磷光材料的发展方向。 关键词 金属铱配合物 电致发光 磷光材料 发光机理 Progress in Research on Organic Small Molecule Electrophosphorescent Materials WANG Xiaoliang,SU N Yueming,JIAN G Wei,WANG Qi,SONG Kunzhong (Scho ol of Chemist ry and Chemical Eng ineering,Southeast U niversit y,Nanjing 210096) Abstract D ur ing the past tw o decades,the tr iplet excito n states of electr opho sphor escent mater ials are no t fully utilized.L ater,electr oluminescences based o n o rg anic pho sphor escent complex es hav e draw n par ticular attent ion in r ecent year s.T he notable adv antag e of phospho rescences is that they can simultaneo usly utilize both sing let and trip -let ex cito n states w hich can reach to 100%internal quantum efficiency theo retica lly.T his article r eview s the pro g ress in research on or ganometallic com plex es used as electro phosphorescent materia ls in o rg anic lig ht -emitting diodes(O LED)in recent years,focusing on the development of heav y metal iridium com plexes.It also discusses the g enuine elect ro -phospho rescent mechanism and some developments in using phosphor escent dopants.It includes the pr ospect of the de -v elo pment of o rg ano metallic electro pho sphor escent materials.A nd it also puts for war d the way s o f future dev elo pment for phosphorescent mat erials. Key words org anometallic ir idium com plex ,elect ro luminescence,phospho rescent mater ial,electr opho spho -r escent mechanism 0 引言 有机电致发光(Elect rolum inescence,以下简称EL )具有效率高、响应速度快、视角广、柔性显示、主动发光、色彩鲜艳等众多优点,使其在第三代平板显示中最具竞争力。1987年美国柯达公司的T ang 等[1]采用超薄膜技术,以8-羟基喹啉铝(A lq 3)作为发光层,并首次引入空穴传输层,获得了低压直流驱动高亮度有机电致发光器件。1990年英国剑桥大学Burro ughes 等[2]以聚乙烯为发光材料制成了高分子器件。1998年Junji K ido 等[3]利用A lmq 3作为发光材料,制成发光器件,最大亮度达到140000cd/m 2,外量子效率达到7.1%,在全世界学术界引起了极大的轰动。2001年Baldo 等[4]把(ppy)2Ir(acac)掺杂在T A Z 中,制备了最大外量子效率为19%和功效率为65lm/W 发绿光的高效磷光器件。该器件的内量子效率几乎达到100%[5,6],将电致发光的效率提高到了前所未有的高度。因此,对于重金属配合物,特别是铱配合物电致磷光材料和器件的研究已成为目前有机电致发光领域研究的热点[7~9]。 由于有机小分子蒸镀所需要的温度较高,对掺杂剂材料的稳定性要求比较高,目前这一领域的研究主要集中在如何提高器件的发光效率、增加器件的稳定性、延长器件的使用寿命、实现全色显示等方面。本文从以上几个方面重点评述了近几年重金属铱配合物材料的研究进展。 1 有机电致发光基本机理的研究进展 最初的有机电致发光二极管的结构为单层夹心式,主要由阳极、阴极、有机发光层组成。如图1所示[10],从一个电极注入的载流子可能不经过复合直接漂移或扩散到电极另一侧,从而导致复合效率和发光效率的降低。为了提高电荷传输效率,保持电子和空穴注入后复合的平衡,一些多层结构的器件相继被开发出来。实验证明寿命主要受空穴注入的影响[11],通过阳极缓冲层CuPc 的引入可以适当抑制空穴向空穴传输层(HT L )的注入[12],掺杂剂的引入又会产生空穴陷阱而降低空穴在HT L 中的移动。 #26#材料导报 2007年4月第21卷第4期
发光材料的发光机理以及各种发光材料的研究进展 罗志勇20042401143 摘要：发光材料种类繁多，自然界中很多物质都具有不同程度的发光现象。本文通过按照不同的发光机理，将现在常见的发光物质进行分类，并介绍他们的发展与研究进展。 关键词：发光材料发光机理进展 1.前言 物质的发光可由多种外界作用引起，如电磁辐射作用、电场或电流的作用、化学反应、生物过程等等。根据不同的发光原因，可以将发光材料分为光致发光材料、电致发光材料、化学发光材料等等。发光材料涉及了无机和有机功能材料和固、液、气三种聚集状态，所以又可以将发光材料分为无机固体发光材料和有机发光材料等等。现在人们研究得比较深入的有有机电致发光材料、有机光致发光材料、有机偏振发光材料、稀土高分子发光材料、无机电致发光材料、纳米稀土发光材料等等。不同的发光材料可以应用于各种光源、显示器等现代显示技术之中。 2.发光材料的发光机理 2.1光致发光材料发光机理 光致发光材料是指在一定波长的光照射，材料分子中基态电子(主要是π电子和f、d电子)被激发到高能态，电子从高能态回到激发态时，多余的能量以光的形式散发出来，达到发光的目的。这种发光材料称为荧光材料，大部分的稀土发光材料均以这种方式发光，原因是稀土元素基本都具有f电子，并且f电子的跃迁方式多样，因此稀土元素是一个丰富的发光材料宝库。 2.2电致发光材料发光机理 电致发光是在直流或交流电场的作用下，依靠电流和电场的激发使材料发光的现象，也称场致发光。电致发光的机理有本征式和注入式两种。本征式场致发光是用交变电场激励物质，使产生正空穴和电子。当电场反向时，那些因碰撞离化而被激发的电子，又与空穴复合而发光。注入式场致发光是指n-型半导体和p-型半导体接触时，在界面上形成p-n结。由于电子和空穴的扩散作用，在p-n结接触面的两侧形成空间电荷区，形成一个势垒，阻碍电子和空穴的扩散。n区电子要到达p区，必须越过势垒；反之亦然。当对p-n结施加电压时会使势垒降低。这样能量较大的电子和空穴分别进入p区和n区，分别同p区的空穴和n区的电子复合。同时以光的形式辐射出多余的能量。 2.3化学发光材料发光机理
有机发光二极管制备 编写：2015级硕士许昆一.实验目的 ⒈了解有机发光二级管的工作原理。 ⒉掌握制备有机发光二极管的方法。 ⒊对制备的器件做电学及光学测试。 二.实验仪器及耗材 ITO, 抗腐蚀胶带，浓盐酸，镊子，秒表，NPB，Alq3，铝条，电极掩膜板，真空蒸发台，乙醇，丙酮，去离子水。 三.实验原理 OLED属于双注入型器件。当OLED正向偏置时，空穴和电子从ITO（阳极）和Al（阴极）分别注入到空穴传输层（HTL）的最高被占据分子轨道（HOMO能级）和电子传输层(ETL)的最低未被占据分子轨道（LUMO能级），之后在外场的作用下，传输到电子传输层和空穴传输层的界面，此处即为有机发光二极管的发光层。空穴和电子在发光层内相遇形成电子-空穴对，当处于激发态的电子再次回到基态时，就会辐射出光子。而有机发光二极管反向偏置时处于阻断状态，不发光。 依上图结构，本次试验制备简单结构的有机发光二极管，只依次制备制备ITO层、NPB层、Alq3发光层和Al电极。 四.实验内容 （1）实验准备 1、刻蚀阳极ITO，在擦拭干净后的ITO表面，将剪成2毫米长条状的耐腐蚀胶 带贴于其上，为防止边沿渗入腐蚀ITO的浓盐酸导致边沿不规整，务必剪裁平齐并粘贴紧密。之后用镊子放入纯浓盐酸中，浸泡10min。取出后用清水冲洗，撕掉胶带并用酒精棉擦拭。 2、将刻蚀好的ITO玻片依次放入依次盛有丙酮，乙醇，去离子水的烧杯中，在 超声波清洗机中各超10 min； 3、掩膜板洗去之前残存杂质后有去离子水冲洗，吹干，放入50烘箱烘干待用；
4、坩埚用丙酮擦拭并用丙酮超10min后，再用氮气吹干，存放于培养皿中放入 烘箱烘干待用； （2）蒸镀有机发光二极管 5、使用分析天平称量20mgNPB材料。擦洗真空台腔室，风干后将称量好的NPB 材料放入坩埚中，均匀铺平，放入真空蒸发台热源中，放好样品及样品托。 开机，开水，开扩散泵，待真空度达到3.1×10-3Pa时，打开热源，预设270℃，加电压至30V，观察温度至250℃时，挡板上有圆斑出现，遂将温度保护开关设置在260℃。当温度达到255℃时，开挡板，计时20s后，蒸发完毕，关挡板，关热源，待温度降至100℃以下关大阀。60℃以下升钟罩，在坩埚中放入称量好的25mg Alq3材料，再抽真空待真空度达到3.1×10-3Pa时，打开热源，预设300℃，加电压至30V，观察温度至280℃时，挡板上有淡黄色圆斑出现，遂将温度保护开关设置在290℃，当温度达到285℃时，开挡板，计时50s后，蒸发完毕，关挡板，关热源，待温度降至100℃以下关大阀。60℃以下升钟罩，在钨丝上挂好4条铝条，在样品托中先放入电极掩膜板，再将蒸好有机层的样品小心放在上面。抽真空待真空度达到5×10-3Pa时，打开蒸发，使蒸发电流在40-45A时，铝丝开始熔化，恒定在45A维持6~7min，观察腔室内铝丝全部融化，关蒸发，关扩散泵，6min以后关大阀，待扩散泵冷却以后关机械泵，关水，关机 五.测试结果 A．有机发光二极管I-V测试：
综述报告 高效有机发光二极管（OLEDs）：TADF的突破与进展 专业: 光学 姓名: 学号:
一、OLEDs 概述： 可弯曲的、轻巧的、低成本的、效率高的显示屏一直是人们追求的目标，这样的显示屏将极大地改变人们的日常生活，增进人类的信息互动能力。有机发光二极管（OLEDs ）已成为了继LED 之后的一个新的开发点，其就有实现此类显示器件的潜力。OLEDs 技术可以将显示屏造的非常的薄，薄到约100nm 左右，超薄的有机半导体分子层使得其易于弯曲、轻便灵活。其基本的原理是：当元件受到直流电所衍生的顺向偏压时，外加之电压能量将驱动电子与空穴分别由阴极与阳极注入元件，当两者在传导中相遇、结合，即形成所谓的电子-空穴对或者称为激子。而当分子受到外来能量激发后，激发态的分子发生辐射跃迁，以光子的形式释放能量。存在两种辐射方式：25%的几率形成为单重态（Singlet ），其所释放的光为所谓的荧光（Fluorescence ）；75%为三重态（Triplet ），其所释放的光为所谓的磷光（Phosphorescence ）。 初代OLED 所利用的光，仅仅是荧光，这意味着其极限的效率为25%。有大部分的能量作为磷光散失掉了。 第二代材料达到了近100%的效率，是因为采用了下转换的方式，将单态的激发态转换到了三重态，利用的是其发出的磷光，虽然效率很高，但是使用了昂贵的稀土金属，且不稳定。新的材料与装置急需研发。 二、TADF ：新的突破 2012年，Chihaya Adachi 等人在NATURE 上报道了他们的工作小组在热激发延迟荧光材料（thermally activated delayed fluorescence ，TADF ）上的发现[1]，他们成功地设计了一类新型的热激发延迟荧光材料。其S1与T1的能量差ST E 较之传统材料而言非常小，以至 于三重态第一激发态可以上转换到单态第一激发态上去，仅仅需要从周围吸收一部分热量。因此100%的激子可以通过荧光发光。通过荧光衰减通道，内在荧光效率超过90％，外部非常高电致发光效率超过19％，在这一方面，可比拟高效磷光OLEDs 。
结构与物性结课作业 发 光 材 料 综 述 学院：物理与电子工程学院 专业：材料物理13-01 学号：541311020102 姓名：陈强
发光材料综述 摘要： 能够以某种方式吸收能量，将其转化成光辐射（非平衡辐射）物质叫做发光材料。发光是辐射能量以可见光的形式出现。辐射或任何其他形式的能量激发电子从价带进入导带，当其返回到价带时便发射出光子（能量为 1.8~3.1eV）。如果这些光子的波长在可见光范围内，那么，便产生了发光现象。 0引言 发光材料是国家重要战略能源，在人们的日常生活中也占据着重要地位，被广泛应用于各个领域，因此对发光材料的研制和运用受到越来越多的关注。 本文基于发光材料研究现状，分析发光材料种类和制备方式，并介绍几种不同发光材料在生活中的应用，以期推动我国发光材料研究探索，为国家建设和人们生活水平提高提供助力。发光材料是人类生活重要材料之一，在航天科技、海洋运输、医学医疗、出版印刷等各个领域被广泛应用，具有极为重要的战略地位。 随着科学技术的发展，发光材料研究已经成为了我国科学界广泛关注的焦点，其运用技术直接关系到人们日常生活质量和国防建设，因此如何推动发光材料研制，将其更加安全、合理、高效的应用于生产生活中，成为了亟待解决的问题。 1发光材料分类 发光材料按激发的方式可分为以下几类： 1.1光致发光材料 用紫外、可见及红外光激发发光材料而产生的发光称为光致发光，该发光材料称为光致发光材料。 光致发光过程分为三步：①吸收一个光子；②把激光能转移到荧光中心；③
由荧光中心发射辐射。 发光的滞后时间约为10-8s的称为荧光，衰减时间大于10-8s的称为磷光。 光致发光材料一般可分为荧光灯用发光材料、长余辉发光材料和上转换发光材料。 按发光驰豫时间分类，光致发光材料分为荧光材料和磷光材料。 图1 1.2电致发光材料 所谓电致发光是在直流或交流电场作用下，依靠电流和电场的激发使材料发光的现象，又称场致发光。这种发光材料称为电致发光材料，或称场致发光材料。 1. 本征式场致发光 简单地说，本征式场致发光就是用电场直接激励电子，电场反向后电子与中心复合而发光的现象。 2. 注入式发光 注人式场致发光是由Ⅱ- Ⅳ族和Ⅲ - Ⅴ族化合物所制成的有 p - n 结的二极管，注人载流子，然后在正向电压下，电子和空穴分别由 n 区和 p 区注人到结区并相互复合而发光的现象。又称p-n结电致发光 目前大概可以有以下几种材料: 1.2.1直流电压激发下的粉末态发光材料 目前常用的直流电致发光材料有Zn S:Mn，Cu，其发光亮度大约为350 cd/m。
简述荧光与磷光的产生原理及应用，并说明有机物结构是如何影响荧光的。 具有荧光性的分子吸收入射光的能量后，其中的电子从基态（通常为自旋单重态）跃迁至具有相同自旋多重度的激发态。处于各激发态的电子通过振动驰豫、内转移等无辐射跃迁过程回到第一电子激发单重态的最低振动能级。然后再由这个最低振动能级跃迁回到基态时，发出荧光。 由第一激发单重态的最低振动能级，有可能以系间窜跃方式转至第一激发三重态，再经过振动驰豫，转至其最低振动能级，由此激发态跃回至基态时，便发射磷光。 荧光与磷光的根本区别：荧光是由激发单重态最低振动能层至基态各振动能层间跃迁产生的；而磷光是由激发三重态的最低振动能层至基态各振动能层间跃迁产生的。 荧光主要用于元素及有机化合物的荧光测定，照明，印刷防伪技术，生化和医药方面等。 磷光分析主要用于测定有机化合物，如石油产品、多环芳烃、农药、药物等方面。 有机物结构对荧光的影响主要有以下方面：（1）跃迁类型：相对于n→π*跃迁，π→π* 跃迁能发出较强的荧光（较大的量子产率）。（2）共轭效应：增加体系的共轭度，荧光效率一般也将增大。(3) 刚性平面结构：多数具有刚性平面结构的有机分子具有强烈的荧光。（4）取代基效应：给电子基团使荧光增强，吸电子基团，会减弱甚至会猝灭荧光；卤素取代基随原子序数的增加而荧光降低；取代基的空间障碍对荧光也有影响；立体异构现象对荧光强度有显著的影响。 电镜题目 1、从电子显微镜可以得到哪些信息？ 答：形貌、高分辨像、电子衍射图象、X射线能谱分析. 2、透射电子显微镜和扫描电子显微镜有何不同？它们分别适合什么样的样品？ 答：TEM采用透过薄样品的电子束成像来显示样品内部组织形态与结构，可同时观察微观组织形态及分析材料的结构与成分；而SEM利用电子束在样品表面扫描激发出来的代表样品表面特征的信号成像，可观察样品表面形貌及做成分分析、成分分布. TEM适用于薄样品，SEM适用于厚样品. 3、为取高分辨真实像的TEM相片，制备试样应主意哪些问题？ 答：TEM的试样制备是获取高分辨率真实像的前提，为了避免或减少电子穿透试样时的能量损失，从而减少色差，试样要制作得足够薄，一般需小于100 nm ；但又要尽可能保持试样原来状态.