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1、有机电致发光材料的研究进展作者：徐云霞指导老师：徐衡（安庆师范学院化学化工学院安庆246011）摘要:介绍了有机电致发光材料的发展历程,对有机电致发光材料进行分类和评述,重点介绍载流子传输材料和发光材料(小分子发光材料,金属配合物发光材料和聚合物发光材料)的国内外研究现状,并对有机电致发光材料的应用前景进行评述。关键词:有机电致发光;发光材料;有机小分子;金属配合物;聚合物1引言有机电致发光(organicelectro-luminescence),也叫有机发光二极管(organiclight-emittingdiod
2、e),简称为OLED[1],是近年来国际上平板显示领域的一个研究热点。最早报道有机电致发光应追溯到1963年，Pope等人用蒽单晶制备了有机电致发光器件。1982年Vincett等[2]采用真空沉积有机薄膜的方法得到了驱动电压低于30V的有机电致发光器件。但是人们第一次用真空蒸镀成膜制备高效的OLEDs是CWTang[3]等于1987年成功研制出的一种有机发光二极管(OLED)，用苯胺-TPD做空穴传输层(HTL)，铝与八羟基喹啉络合物-ALQ作为发光层(EML)。其工作电压小于10V，亮度高达1000cd/ｍ2，这样
3、的亮度足以用于实际应用。后来研制出的有机电致发光材料的发光波长遍及整个可见光范围，这个突破性进展使得这个领域成为近来的一个研究热点。进入90年代后有机高分子光电功能材料进入一个新的发展阶段，在新型光电材料与器件的探索研究中，有机及高分子光电材料与器件的探索成为目前国际上一个十分活跃的领域，被美国评为1992年度化学领域十大成果之一。很多学术机构和一些国际有名的大电子、化学公司都投入巨大的人力物力研究这一领域。OLED是从外量子效率小于0.1%，寿命仅为几分钟开始发展起来的，目前己发展到外量子效率超过5%，运行寿命超过上
4、万小时。2有机电致发光材料的研究进展2.1有机电致发光机理12有机电致发光器件的发光属于注入型发光。在正向电压驱动下，阳极向发光层注入空穴，阴极向发光层注入电子。注入的空穴和电子在发光层中相遇结合成激子，激子复合并将能量传递给发光材料，后者经过辐射驰豫过程而发光。电致发光器件的基本构造是一个简单的“三明治式”器件。在导电玻璃基质上(阳质)旋涂、浸涂或真空热蒸镀发光材料(发光层)，然后镀上阴极材料，连接电源即构成电发光器。为了提高有机发光器的稳定性和效率，应使电子和空穴的注入达到平衡，这就要求电极材料的功函数与电致发光材
5、料的能级相匹配。最常用的阳极材料是ITO(铟锡氧化物)透明导电玻璃，对于大多数有机物来说它具有优良的空穴注入性能。为了降低成本和获得最佳器件性能,很多研究都围绕寻找新的阳极材料进行,目前已有很多关于透明导电氧化(TCO)作阳极的报道。透明导电氧化物有高的功函数(5.2～6.1eV),大于ITO的功函数(4.7eV),并且透明导电氧化物能提供更宽的视角,较ITO有更高的透明度,更高的电导率(3000s/cm)。例如Zn2SnO4、ZnSnO3、MgInO4-x和Zn2In2O5,还有由二元或三元氧化物彼此化合而成的材料Z
6、nO-In2O3和MgIn2O4-Zn2In2O5。最近,透明导电氧化物氧化锌铝倍受人们的广泛关注(ZnO∶Al,简称ZAO)。它有很好的光电性能,低的电阻率,而且材料成本也低[4,5]。另外Andersson最近报道用锡的氟氧化物(FTO)[6]作阳极,其透光率可达90%,并且在相同的电压下较ITO有更高的亮度。C.M.Aguirre等[7]用纳米管作阳极,器件最大亮度达到2800cd/ｍ2,效率达1.4cd/A。除了金属作阳极外,一些非金属如多晶硅作阳极,最近也有报道。如最近香港大学的X.L.Zhu等[8]用V2O
7、5作修饰的多晶硅作阳极制成的器件开启电压仅为2.5V,最大电流效率高达3.7cd/A。2004年清华大学的李扬等[9]用ITO/Ag/ITO多层膜作为阳极,在聚乙烯基对苯二酸酯基片上制成了柔性有机电致发光器件。最为常用的阴极材料是Al，它的功函比Ca、Mg高，电子注入能力不如Ca、Mg好，因此,为了降低电子注入的势垒,通常用合金阴极或者层状阴极,如:合金阴极Mg:Ag、Mg:In、Al:Li等。层状阴极有金属/绝缘层结构;金属/金属结构,如Al/LiF、Al/NaF、Al/MgF2、Al/CaF2;Ag/Li,Al/C
8、s;另外还有金属和氧化物合成的层状阴极,如Al/MgO、Al/Al2O3。最近,M.Y.Chan等[10]还报道Ag/Yb/CsF三层结构作阴极,在电流密度为200mA/cm2时,流明效率达1.27lm/W,与Al/LiF作阴极的器件性能相当。还有一种掺杂复合阴极,它的特点是既具有层状结构,又进行了某种掺杂或化合,典型的器件是IT
