重原子效应对热活化延迟荧光材料性能的影响文献综述

 2022-10-28 14:51:42

文献综述(或调研报告):

有机发光二极管(OLED)是目前发展最迅速的有机电子器件,最成熟以及最具大规模商业化应用前景的技术。有机电致发光最早是在1965年由Helfrich和Schneider等人[1]在单晶蒽的器件中首次发现的。但是,器件的启亮电压高达100V,发光效率很低。真正具有实用价值的研究是1987年美国柯达公司的C.W.Tang等人[2]报道的,他们构筑了基于无定型有机半导体薄膜的OLED,大幅度降低了器件的电压,而提升了效率和亮度,揭开了OLED实用化研究的序幕。

作为一种新型的平板显示技术,OLED具有宽视角、超薄、响应快、发光效率高、可实现柔性显示等优点,被业内人士称为“梦幻般的显示器”,是全球公认的液晶后的下一代主流显示器。另外,OLED器件在低温下也可工作,这是目前液晶显示做不到的。同时由于具有可大面积成膜、功耗低等特性,OLED还是一种理想的平面光源,在照明领域,与无机LED点光源不同,OLED是面光源,光色更加柔和。另外,LED光源中较多的蓝光容易引起“蓝害”,对人体的健康造成危害。OLED的光色调节简单,可以模拟太阳光,在未来的节能环保型照明领域具有广阔的应用前景。

国际上很多研究机构和跨国公司都投入巨大力量来发展OLED技术。OLED技术的出现为我国在平板显示领域实现跨越式发展提供了宝贵的机遇。《国家中长期科学和技术发展规划纲要(2006━2020年)》明确指出“开发有机发光显示hellip;等各种平板和投影显示技术为优先主题”。多年来的技术积累以及国家产业政策的支持,将进一步推动有机光电产业的蓬勃兴起。

  1. 有机发光二极管的器件结构

OLED是一种将电能直接转化为光能的技术,其属于载流子双注入型发光器件,发光机理为:在外界电场的驱动下,电子和空穴分别由阴极和阳极注入到有机电子传输层和空穴传输层,并在有机发光层中复合生成激子,激子辐射跃迁回到基态并发光。OLED要走向实用化,必需解决OLED发光效率、发光寿命等问题。

OLED器件的基本结构,主要包括阳极(anode),空穴注入层(hole-injection layer,HIL),空穴传输层(hole-transporting layer,HTL),发光层(emitting layer,EML),电子传输层(electron-transporting layer,ETL),电子注入层(electron-injection layer,EIL)以及阴极(cathode)。其中根据需要还可以加入空穴/电子阻挡层(hole/electron blocking layer)。

Figure 1 OLED器件的基本结构

EML是OLED器件中直接将电致激发产生的激子转化为光子的层,EML效率的高低对OLED器件性能有着决定性的影响。1987年C.W.Tang等人[2]报导的最早的OLED的发光层是一层纯的Alq3。这种策略器件结构简单,但由于发光材料存在浓度淬灭效应,器件效率很低。同时,该器件中发光材料不仅仅需要高的发光效率,同时也负责EML中电子空穴的传输,对发光材料的要求较高。为了解决这个问题,1989年同样是C.W.Tang等人[3]提出了主客体掺杂的策略。激子会在客体材料上复合,进而将能量传递给客体材料进行发光。这种策略可以解决客体染料浓度淬灭效应,提高器件的效率。同时,主体材料承担了载流子在发光层中的传输,降低了对染料的要求。另外,通过掺杂可以有效地提高器件的寿命等性能。目前大部分器件发光层都是采用主客体掺杂的策略。通过巧妙的主体材料设计,可以极大地提升器件的性能[4]

  1. OLED器件激子利用类型

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