有机发光二极体介绍

有机发光二极体介绍

有机发光二极体(organic light-emitting diodes,以下简称OLED),自从1987年发表之后,在化学、物理、材料科学、光电科学等各学科研究者的努力之下,以及材料商、设备商和面板制造商不断精进之下,已经达到可商业化的阶段,是继LCD之后,充满商机的显示技术。
OLED因为具有自发光、轻薄、可使用于软性基板等优点,因此其应用并不止于显示应用,目前也逐渐渗透到如照明、医疗、车用、穿戴装置等方面,融入我们的生活之中。
OLED材料可分为高分子(polymer (O)LED,PLED)材料及小分子材料(small molecular OLED);以材料的发光机制,可分为以下几类的材料:
材料类型萤光材料
(Fluorescence)
磷光材料
(Phosphorescence)
热活化延迟萤光发光材料
(TADF 材料)
特点理论效率达25%
可达成全彩光色无使用到贵金属成本较低
理论效率达100%
尚未达成深蓝光光色使用到贵金属成本较高
理论效率达100%
技术尚在开发中无使用到贵金属
材料类型特点
萤光材料
(Fluorescence)
理论效率达25%
可达成全彩光色无使用到贵金属成本较低
磷光材料
(Phosphorescence)
理论效率达100%
尚未达成深蓝光光色使用到贵金属成本较高
热活化延迟萤光发光材料
(TADF 材料)
理论效率达100%
技术尚在开发中无使用到贵金属
OLED元件是以蒸镀、涂布、喷墨或贴合等等方式,建立多层有机层,使电子和电洞分别由阴极和阳极注入、在发光层中结合。因为发光材料不同的化学结构,所以可以产生不同的光色,例如红、绿、蓝三原色可做为面板;结合不同光色,组成白光作为照明;或是单纯的红色,做为车尾灯等等。
为了达到更好的效率及寿命,如何让电子和电洞能够顺利的进入发光层、并且在发光区结合,是十分重要的问题,包含考虑相邻材料彼此的能阶(HOMO_LUMO)差之外,也要考虑各层材料的载子移动速率(carrier mobility),下图是材料的能阶示意图,在巧妙的能阶安排之下,可以减少电荷注入的障碍之外,也产生电荷阻挡的效果,将再结合区域限制在发光层中。