紫外有机电致发光材料的研究进展

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1、紫外有机电致发光材料的研究进展摘要：发光材料分为电致发光材料和光致发光材料。其中紫外有机发光相对于其它发光技术，具有面发光、全视角、低驱动电压、低功耗、低制备成本等诸多优势，其应用前景更加广阔。文章对紫外有机发光的研究进行概述，分别从材料类别和器件结构角度回顾相关研究进展，总结和分析该技术存在的问题并提出解决途径。关键词：有机电致发光二极管；紫外发光；研究进展引言目前,世界各国对高效和操作性能稳定的有机发光材料展开了全面广泛的研究,新材料不断涌现,OLED的发展十分迅猛。有机电致发光具有主动发光图像质量好驱动电压低发光效率高响应速度快分辨率高可视角度广全固

2、态使用温度范围宽可柔性显示等诸多优点，被认为是最可能取代液晶的第三代显示技术自从1987年邓青云等人开创异质结器件结构以来[1]，有机发光技术经历了近二十年飞速发展，其器件性能已经基本达到实用化要求，现在正处于产业化推广阶段有机发光的研究领域也逐步从可见光波段扩展至非可见光范围，包括近红外光和长波紫外光波段迄今为止，公开报道的有机电致发光均是长波紫外线，其波长范围为320~400nm长波紫外有机电致发光的应用前景广阔，包括：（1）显示领域：在全彩显示中作为可见光的激发光源，可保证彩色显示的颜色稳定性，解决目前有机发光普遍存在的因为各种颜色衰减速率不同而造成

3、的色稳定性差的问题；（2）涂料固化颜料固化光刻的紫外光光源；（3）生物学：360nm波长的UVA紫外线符合昆虫类的趋光性反应曲线，可制作诱虫灯来诱杀害虫紫外线也具有生理作用，能杀菌消毒帮助人体保健治疗皮肤病和软骨病等；（4）仪器分析：300~420nm波长的UVA紫外线可透过完全截止可见光的特殊着色玻璃灯管，仅辐射出以365nm为中心的近紫外光，可用于矿石药物食品分析油烟光氧化分解光触酶（二氧化钛）等；（5）信息存储：紫外线有化学作用能使照相底片感光，紫外光作为读取信息光源，相对可见光源还可以增大信息容量本文对紫外有机发光的研究进行概述，分别从材料类别和器

4、件结构角度回顾紫外有机发光的研究进展，总结和分析该技术存在的问题并提出相关解决途径1、紫外有机电致发光材料分类紫外光子要求能量大于3eV，同时因为辐射退激之前存在能量损失，所以紫外发光材料必须具有很宽的带隙，决定了作为紫外发光的有机材料可选性较小目前长键共轭发光基团材料的带宽相对较窄，作为紫外发光材料比较困难，绝大部分紫外发光材料都是短键共轭的就紫外发光基团类型，可将发光材料分为以下几类（1）唑类衍生物紫外发光材料（如图1所示）1995年，MagnusBerggren等人以PTOPT和PBD的混合物为空穴注入和传输层，PBD为发光体，实现峰值在394nm的

5、紫外光发射，率先将有机发光的发光波长扩展到紫外发光领域[2]，但发光效率相对较低，外量子效率不足0.1%随后基本没有以唑类衍生物为紫外发光体的报道直到2007年，日本信州大学研究小组才利用二噁唑衍生物（OXD-7）作为电子传输性的紫外发光材料制成了高效率大功率的紫外发光器件，量子效率达0.8%，最大辐射功率超过10mW/cm2，基本满足市场应用要求[3]2008年，香港大学研究小组为研究载流子向宽带隙发光材料的载流子平衡注入问题，应用另一种唑类衍生物TPBI（是目前最常用的一种空穴阻挡/激子限制材料）作为发光体，发光器件的主发光波长为370nm，并伴随着其

6、它有机材料在可见光波段发光[4]也是在2008年，Mikami在46届国际信息显示会议报道了以TAZ作为发光材料，器件的主发光波长为380nm，外量子效率高达4.1%，这是目前见到的最高效率的紫外发光器件[5]将它作为白光三原色的激发光源制备白光器件，发现器件光谱几乎不随驱动电压变化，色稳定性极佳（2）聚硅烷类紫外发光材料（如图2所示）聚硅烷的主链全部是硅原子以键形式连接，光学带隙为3~4eV，低温条件下有较弱的紫外发光能力，这是目前研究最多的一类紫外发光材料但因为聚硅烷存在结构缺陷，其在室温条件下缺乏可见波段光1997年，日本研究小组用丁基苯间隔取代硅原

7、子，合成具有刚性结构的PBPS，提高材料玻璃化温度同时并排除发射缺陷，制备了发光波长为407nm光谱半高宽仅15nm的近紫外发光器件，开启聚硅烷材料作为紫外发光体的研究[6]随后，Hoshino等人以PBPS为发光层改进器件结构，将外量子效率由0.1%提高到0.2%[7]据报道，如果接上侧链，聚硅烷的发射带宽将变窄（15nm），并同时其紫外光的荧光量子效率将高达76%，在紫外发光器件中具有很大的发展前景因此Seki等人在聚硅烷的侧链分别接丁基和苯基合成PS-4，在室温条件发紫外光，其器件的主发光波长达到惊人的357nm[8]不足的是，该器件在可见光也有明显

8、的发光，他们认为是因为缺陷引起的[9]（3）联苯衍生物（如图2所示