有机光电材料研究进展与发展趋势

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1、前沿科学（季刊）2010·3第4卷·总第15期FrontierScience有机光电材料研究进展与发展趋势◆邱勇(清华大学，北京100084）摘要：本文综述了有机光电材料的研究进展，及其在有机发光二极管、有机场效应晶体管、有机太阳电池、有机传感器和有机存储器等领域的应用；介绍了清华大学在有机发光技术方面取得的进展。关键词：有机光电材料，有机发光二极管，有机场效应晶体管，有机太阳电池中图分类号：O62;O484文献标识码：A9前沿科学（季刊）2010·3第4卷·总第15期FrontierScience0前言有机光电材

2、料是一类具有光电活性的有机材料，广泛应用于有机发光二极管、有机晶体管、有机太阳能电池、有机存储器等领域。有机光电材料通常是富含碳原子、具有大π共轭体系的有机分子，分为小分子和聚合物两类。与无机材料相比，有机光电材料可以通过溶液法实现大面积制备和柔性器件制备。此外，有机材料具有多样化的结构组成和宽广的性能调节空间，可以进行分子设计来获得所需要的性能，能够进行自组装等自下而上的器件组装方式来制备纳米器件和分子器件。有机光电材料与器件的发展也带动了有机光电子学的发展。有机光电子学是跨化学、信息、材料、物理的一门新型的交叉

3、学科。材料化学在有机电子学的发展中扮演着一个至关重要的角色，而有机电子学未来面临的一系列挑战也都有待材料化学研究者们去攻克。1有机发光二极管有机电致发光的研究工作始于20纪60年代[1]，但直到1987年柯达公司的邓青云等人采用多层膜结构，才首次得到了高量子效率、高发光效率、高亮度和低驱动电压的有机发光二极管（OLED）[2]。这一突破性进展使OLED成为发光器件研究的热点。与传统的发光和显示技术相比较，OLED具有驱动电压低、体积小、重量轻、材料种类丰富等优点，而且容易实现大面积制备、湿法制备以及柔性器件的制备

4、。近年来，OLED技术飞速发展。2001年，索尼公司研制成功13英寸全彩OLED显示器，证明了OLED可以用于大型平板显示；2002年，日本三洋公司与美国柯达公司联合推出了采用有源驱动OLED显示的数码相机，标志着OLED的产业化又迈出了坚实的一步；2007年，日本索尼公司推出了11英寸的OLED彩色电视机，率先实现OLED在中大尺寸、特别是在电视领域的应用9前沿科学（季刊）2010·3第4卷·总第15期FrontierScience收稿日期：2010-7-2修订日期：2010-8-25作者简介：邱勇（1964-）

5、，男，清华大学教授、博士生导师，清华大学党委常委、副校长，“国家杰出青年科学基金”获得者，长江学者特聘教授，有机光电子与分子工程教育部重点实验室主任，国家“十一五”863“新型平板显示技术”重大项目总体专家组组长。长期从事有机光电材料、器件及产业化相关研究工作。9前沿科学（季刊）2010·3第4卷·总第15期FrontierScience9前沿科学（季刊）2010·3第4卷·总第15期FrontierScience突破。图1各大公司和研究机构展示的最新开发的OLED样品（自左至右：美国GE，大面积白光光源；韩国三星

6、，大面积超薄平板显示；日本先锋，柔性显示器；德国弗劳恩霍夫应用研究促进协会，透明OLED）除了在显示领域的应用，白光OLED作为一种新型的固态光源也得到了广泛关注。2006年，柯尼卡美能达技术中心开发成功了1000cd/m2初始亮度下发光效率64lm/W、亮度半衰期约1万小时的OLED白色发光器件，展示了OLED在大面积平板照明领域的前景。目前WOLED最高效率的报道来自德国Leo教授的研究组[3]，他们采用红绿蓝三种磷光染料，并采用高折射率的玻璃基板提高光取出效率，得到了1000cd/m2下效率124lm/W的白

7、光器件，效率超过了荧光灯。叠层式OLED的概念是由Kido教授于2003年首先提出的，将多个OLED通过透明的连接层串联在一起，可以在小电流下实现高亮度，器件的寿命也大幅度提高[4]。2004年，廖良生与邓青云等人[5]利用n型和p型掺杂的Alq3:Li/NBP:FeCl3结构作为连接层，在堆叠的周期数目为3时实现了130cd/A的高效率。2008年，廖良生报道HAT-CN/Alq3:Li的连接层可进一步降低驱动电压，并提高了器件的稳定性，使得叠层器件达到了可实用化的水平[6]。总体来看，未来OLED的方向是发展高

8、效率、高亮度、长寿命、低成本的白光器件和全彩色显示器件，开发高性能可湿法制备的小分子OLED材料是降低成本的关键。高稳定性的柔性OLED能充分体现有机光电器件的特点，但相关基板技术、封装技术都是亟待解决的问题。2有机晶体管材料和器件有机晶体管材料是一类具有富含碳原子、具有大π共轭体系的有机分子。按照传输载流子电荷的类型可以分为p型和n型半导体。并五苯是目前