在國內外,小分子OLED技術處於領先地位,已經達到商業化生產水平

大話百科天地 發佈 2020-06-26T21:07:47+00:00

小分子及高分子OLED在材料特性上可說是各有千秋,但以現有技術發展來看,如從OLED顯示器的可靠性、電氣特性、生產安定性上來看,小分子OLED現在是處於領先地位,當前投入量產的OLED器件,以使用小分子有機發光材料居多。

OLED兩大技術陣營一是分子量在500~2,000之間的小分子OLED陣營,由於有機電致發光器件具有發光二極體整流與發光的特性,因此小分子有機電致發光器件亦被簡稱為OLED或SM-OLED(Small Molecule Organic Light Emission Diode);另一個是分子量在10,000~100,000之間的高分子(又稱聚合物)有機發光二極體(Polyme Light Emitting Diode P-LED)陣營。

小分子及高分子OLED在材料特性上可說是各有千秋,但以現有技術發展來看,如從OLED顯示器的可靠性、電氣特性、生產安定性上來看,小分子OLED現在是處於領先地位,當前投入量產的OLED器件,以使用小分子有機發光材料居多。小分子OLED技術發展較早(1987年),而且技術已經達到商業化生產水平;高分子OLED發展始於1990年,目前處於研發和小批量產階段。

小分子系發光材料和高分子系發光材料只是材料特性和成膜方法不同,本質上卻無異。目前世界上針對OLED研究已集中到其使用的有機發色薄膜材料選擇上,大體上來說可分為兩個陣營,一是以美國Kodak公司為首的選擇染料或顏料為主的小分子材料作為OLED的發色材料,另一則是以共軛高分子為主的英國CDT公司。Kodak公司的小分子OLED製造技術,主要是藉由真空熱蒸鍍的方式,再搭配金屬屏蔽技術將材料塗布於像素之中,主要適用於中小型尺寸顯示器;而高分子材料則是使用離心力均勻塗布或噴墨印刷(InkJetPrinting)技術將其分散於像素之中,以大尺寸顯示器為應用目標。

有機小分子材料以有機小分子金屬螯合物和稀土配合物為代表,主要有:Alq3、TAZ、CBP、Eu(BDM)3phen、Er(BDM)3bath等;此類發光物質的缺點是製作過程中難分離。其它性能比較優越的發光薄膜材料還有Perylene,Aromaticdiamine,TAD、TAP、TAZ、TPA、TPB、TPD、TPP等。有機染料以雷射級的DCM、DCJ、DCJTB、Diamine、Coumarin540、TPB為代表,它們主要用來摻雜到有機小分子材料中以提高OLED的發光效率或改變器件的發光顏色,以上有機小分子均可用真空熱蒸發方法成膜。

有機小分子電致發光材料應用最廣泛的是Alq3,它具有成膜質量好,載流子遷移率高和穩定性較好等優點。Hamada等人用8-羥基喹啉及其兩種衍生物作配體,以Al3+、Mg2+、Zn2+、Be2+作配離子,合成出多種配合物,在20V偏壓下,8-羥基喹啉鋅(Znq2)的發光亮度高達16200cd/m2。人們期望Znq2等二配位的金屬配合物能夠成為新的有機電致發光材料。

在有機小分子化合物電致發光材料中,1、3、5三(二芳基氨基)苯類化合物也是研究較多的一類化合物。此類化合物容易氧化,是一種潛在的空穴傳輸材料。Thelakkat等人合成了5個新的此類化合物,這些物質HOMO能級高,玻璃化轉變溫度高,是優良的空穴傳輸材料,其中兩個化合物還具有藍色和綠色區域的電發光性能。

最近,人們將磷光染料摻雜到Alq3〔三(八羥基)喹啉鋁〕和4、4N、N二咔唑基二苯(CBP)等小分子中實現三線態發光,得到的發光器件的量子效率高達13.7%和38.31m/W。Baldo等人報導了PEOEP和Ir(PPY)3摻雜到主體材料中作為能量轉移客體,得到高效率的磷光LED。用Ir(PPY)3作為磷光材料得到在100cd/m2下、外量子效率達到15%、能量效率為401m/W的綠光。

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