掺杂有机光电子器件的研究

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1、掺杂有机光电子器件的研究§1-1OLED的简介有机电致发光（ElectroluminescenceEL）指的是有机材料受到电流和电场的激发作用而发光的现象，它是把电能转化成光能的一个过程。有机发光二极管（organiclightemittingdiodes，OLED）是一种夹心式电子器件，即有机半导体薄膜夹在两个导电电极间，当施加电压时就会发光。1-1-1OLED的研究进展OLED的研究最早开始于1936年，Destriau将荧光化合物分散在聚合物中制成薄膜，得到的电致发光器件。随后1963年，美国纽约大学的P.Pope小组[1]第一个报

2、道了在蒽（anthracene）单晶（厚度约为10~20μm）上加上400V直流高压，观察到有机材料的蓝色电致发光现象，从而拉开了有机电致发光研究的序幕；在接下来的20年间，Helfrich[2]、Lohmann[3]和Williams[4]等人相继报道了蒽，萘，丁省等稠环芳香族化合物电致发光的现象；但是由于单晶的成长和大面积化的困难，且由于使用有机材料都是微米量级厚度的薄膜，所以驱动电压比较高[3-4]，为了降低驱动电压，Vincett[5]通过真空蒸镀的方法制备出了小于1μm的蒽薄膜，它将有机材料电致发光所需要的驱动电压降低至30V，

3、但是由于电子注入效率低和蒽的成膜性较差，外量子效率只有0.03%左右，至此有机晶体电致发光研究暂时处于停滞状态；直到1987年，美国柯达（EastmanKodak）公司的邓青云博士[6]通过采用真空蒸镀技术制备器件，首次制备了具有异质结双层结构的有机电致发光器件如图1.1所示，这个突破掀起了有机电致发光器件的研究热潮，并使有机电致发光的研究从学术性研究开始走向实用性研究。1989年，邓青云又报道了具有掺杂层的有机电致发光器件[7]，不但提高了器件的发光效率，还可以使器件发出不同颜色的光。1990年，英国剑桥大学的Burroughs小组用旋

4、涂法将PPV的预聚体制成薄膜，成功制备了单层结构聚合物电致发光器件，开创了聚合物电致发光研究的热潮[8]。芳香二胺（Diamine阴极AlQ3ITO阳极衬底玻璃图1.1异质结双层结构OLEDFig1.1TheheterojunctionstructureofOLEDi近年来，全球各大电子公司活跃于有机电致发光器件的研究和制造，欧盟“OLED100.eu”2004年启动至08年成功的进行了OLED在照明方面的研究，白光照明在初始亮度1000cd/m2时，发光效率达到50.7lm/W,同时寿命超过一万小时，此后，2008年初由OSRAMOpt

5、o半导体公司牵头，3年，投入预算资金达7百万欧元(折合1,090万美元)后期计划，欧盟委员会承诺到2020年减少20%的CO2排放，OLED100.eu是提高照明节能的重要开始。2007年索尼推出11英寸OLED电视，09年年初的美国消费电子展上索尼、三星、LG等纷纷展示多款15英寸-32英寸OLED电视。目前我国的研究主要是：清华大学于1996年开始研究OLED技术，2001年成立北京维信诺科技有限公司，建成了中国大陆第一个OLED中试线，目前已完成了中试技术的研究，单色产品已实现小批量生产和销售，开发成功128×160、96×64等彩

6、色PMOLED显示屏、128×160彩色AMOLED显示屏(TFT基板外协)样品及128×64柔软显示屏，申报专利150多项，专利涵盖了有机光电材料、器件结构、器件工艺、驱动技术、工装设备等广泛领域，其中新型三齿配体红光材料、新型白光器件、新型阴极结构等专利技术均达到国际先进水平。有机电致发光器件作为新一代的照明和显示技术，仍存在以下问题亟待解决：(1)开发性能更优且价格更低廉的新型材料；(2)寻找低成本的简易方式实现“Roll-to-Roll”加工技术，并且不断探索和优化器件的结构；(3)提高有机瓦片的寿命。1-1-2OLED的优点及应

7、用（1）OLED的优点如表1.1所示。表1.1OLED的优点Table1.1ThemeritsofOLED显示方面(1)全固化显示且薄，轻，主动型发光，可实现柔性和透明显示，可视角度宽；(2)污染小，国际上普遍认为有机发光器件工业是绿色工业（液晶背景光源—冷阴极管中有汞）；(3)驱动电压很低（<10V），功耗低；可以实现彩色发光，工作温度范围大，响应速度是LCD照明方面(1)功率效率高（60或100lm/W）、亮度高，荧光灯管（50-80lm/W）和白炽灯泡（18lm/W）；(2)有机半导体的性质取决于分子结构，国内的OLED生产受

8、到国际专利的约束较小，建厂成本低，面光源发射，柔性，超薄，可以和室内装饰很好的结合起来；的1000倍，并且显示快速的动态图像时效果好。(3)白光原理：三基色自发射，较多的表现为暖白光。ii（2