OLED生產(chǎn)用的主要原材料

March 28, 2019

OLED用材料主要有電極材料，載流子輸送材料和發(fā)光材料。

1電極材料

1) 陰極材料

為提高電子的注入效率，要求選用功函數(shù)盡可能低的材料做陰極，功函數(shù)越低，發(fā)光亮度越高，使用壽命越長。

A．單層金屬陰極

如Ag 、Al 、Li 、Mg 、Ca 、In等。

B．合金陰極

將性質(zhì)活潑的低功函數(shù)金屬和化學性能較穩(wěn)定的高功函數(shù)金屬一起蒸發(fā)形成金屬陰極、如Mg: Ag（10: 1），Li:Al (0.6%Li) 合金電極，功函數(shù)分別為3.7eV和3.2eV。

優(yōu)點：提高器件量子效率和穩(wěn)定性；

能在有機膜上形成穩(wěn)定堅固的金屬薄膜。

C．層狀陰極

由一層極薄的絕緣材料如LiF, Li2O，MgO，Al2O3等和外面一層較厚的Al組成，其電子注入性能較純Al電極高，可得到更高的發(fā)光效率和更好的I-V特性曲線。

D．摻雜復(fù)合型電極

將摻雜有低功函數(shù)金屬的有機層夾在陰極和有機發(fā)光層之間，可大大改善器件性能，其典型器件是ITO/NPD/AlQ/AlQ（Li）/Al，最大亮度可達30000Cd/m2，如無摻Li層器件，亮度為3400Cd/m2。

2) 陽極材料

為提高空穴的注入效率，要求陽極的功函數(shù)盡可能高。作為顯示器件還要求陽極透明，一般采用的有Au、透明導(dǎo)電聚合物（如聚苯胺）和ITO導(dǎo)電玻璃，常用ITO玻璃。

2 載流子輸送材料

1）空穴輸送材料（HTM）

要求HTM有高的熱穩(wěn)定性，與陽極形成小的勢壘，能真空蒸鍍形成無針孔薄膜。最常用的HTM均為芳香多胺類化合物，主要是三芳胺衍生物。

TPD：N，N′-雙（3-甲基苯基）-N，N′-二苯基-1，1′-二苯基-4，4′-二胺

NPD: N，N′-雙（1-奈基）-N，N′-二苯基-1，1′-二苯基-4，4′-二胺

2）電子輸運材料(ETM)

要求ETM有適當?shù)碾娮虞斶\能力，有好的成膜性和穩(wěn)定性。ETM一般采用具有大的共扼平面的芳香族化合物如8-羥基喹啉鋁（AlQ），1，2，4一三唑衍生物（1，2，4-Triazoles，TAZ）,PBD，Beq2，DPVBi等，它們同時又是好的發(fā)光材料。

3 發(fā)光材料

選擇發(fā)光材料應(yīng)滿足下列條件：

A．高量子效率的熒光特性，熒光光譜主要分布400-700nm可見光區(qū)域。

B．良好的半導(dǎo)體特性，即具有高的導(dǎo)電率，能傳導(dǎo)電子或空穴或兩者兼有。

C．好的成膜性，在幾十納米的薄層中不產(chǎn)生針孔。

D．良好的熱穩(wěn)定性。

按化合物的分子結(jié)構(gòu)，有機發(fā)光材料一般分為兩大類：

(1) 高分子聚合物，分子量10000---100000，通常是導(dǎo)電共軛聚合物或半導(dǎo)體共軛聚合物，可用旋涂方法成膜，制作簡單，成本低，但其純度不易提高，在耐久性，亮度和顏色方面比小分子有機化合物差。

(2) 小分子有機化合物，分子量為500-2000，能用真空蒸鍍方法成膜，按分子結(jié)構(gòu)又分為兩類:

有機小分子化合物和配合物。

1) 有機小分子發(fā)光材料

主要為有機染料，具有化學修飾性強，選擇范圍廣，易于提純，量子效率高，可產(chǎn)生紅、綠、藍、黃等各種顏色發(fā)射峰等優(yōu)點，但大多數(shù)有機染料在固態(tài)時存在濃度淬滅等問題，導(dǎo)致發(fā)射峰變寬或紅移，所以一般將它們以低濃度方式摻雜在具有某種載流子性質(zhì)的主體中，主體材料通常與ETM和HTM層采用相同的材料。摻雜的有機染料，應(yīng)滿足以下條件：

a. 具有高的熒光量子效率

b. 染料的吸收光譜與主體的發(fā)射光譜有好的重疊，即主體與染料能量適配，從主體到染料能有效地能量傳遞；

c. 紅綠蘭色的發(fā)射峰盡可能窄，以獲得好的色純；

d. 穩(wěn)定性好，能蒸發(fā)。

（1）紅光材料

主要有：羅丹明類染料，DCM，DCT，DCJT，DCJTB，DCJTI和TPBD等

（2）綠光材料

主要有：香豆素染料Coumarin6(Kodak公司第一個采用)，奎丫啶酮（quinacridone, QA）（先鋒公司專利），六苯并苯(Coronene)，苯胺類(naphthalimide).

（3）藍光材料

主要有：N-芳香基苯并咪唑類；1，2，4-三唑衍生物（TAZ）（也是ETM材料）；1，3-4-噁二唑的衍生物OXD-（P-NMe2）（高亮度；1000cd/m2）;雙芪類(Distyrylarylene);BPVBi(亮度可達6000Cd/m2)。

2) 配合物發(fā)光材料

金屬配合物介于有機與無機物之間，既有有機物的高熒光量子效率，又有無機物的高穩(wěn)定性，被視為最有應(yīng)用前景的一類發(fā)光材料。