有機電致發(fā)光發(fā)展歷程及tadf材料的發(fā)展進展

1、有機電致發(fā)光發(fā)展歷程及 TADF 材料的發(fā)展進展1.1 引言有機光電材料（Organic Optoelectronic Materials） ，是具有光子和電子的產(chǎn)生、轉換和傳輸?shù)忍匦缘挠袡C材料。目前，有機光電材料可控的光電性能已應用于有機發(fā)光二極管（Organic Light-Emitting Diode，OLED）[1,2,3]，有機太陽能電池（Organic Photovoltage，OPV）[4,5,6]，有機場效應晶體管（

2、Organic Field Effect Transistor，OFET）[7,8,9]，生物/化學/光傳感器[10,11,12]，儲存器[13,14,15]，甚至是有機激光器[16,17]。和傳統(tǒng)的無機導體和半導體不同，有機小分子和聚合物可以由不同的有機和高分子化學方法合成，從而可制備出大量多樣的有機半導體材料，這對于提高有機電子器件的性能有十分重要的意義。其中，有機電致發(fā)光近十幾年來受到了人們極大的關注。有機電致發(fā)光主要有兩個

3、應用：一是信息顯示，二是固體照明。在信息顯示方面，目前市面上主流的顯示產(chǎn)品是液晶顯示器（Liquid Crystal Display，LCD） ，它基本在這個世紀初取代了陰極射線管顯示，被廣泛應用于各種信息顯示，如電腦屏幕，電視，手機，以及數(shù)碼照相機等。但是，液晶顯示器也有其特有的缺點，比如響應速度慢，需要背光源，能耗高，視角小，工作溫度范圍窄等。所以人們也迫切需要尋求一種新的顯示技術來改變這種局面。有機發(fā)光二級管顯示器（OLED）被認

4、為極有可能成為下一代顯示器。因為其是主動發(fā)光，相對于液晶顯示器有著能耗低，響應速度快，可視角廣，器件結構可以做的更薄，低溫特性出眾，甚至可以做成柔性顯示屏等優(yōu)勢。但是，有機發(fā)光顯示技術目前還有許多瓶頸需要解決，尤其是在藍光顯示上，還需要面對藍光顯示的色度不純，效率不高，材料壽命短的挑戰(zhàn)。目前，有機發(fā)光二極管顯示的發(fā)展顯示出研究，開發(fā)和產(chǎn)業(yè)化起頭并進的局面。本論文的主要工作是合成新型有機發(fā)光材料并研究其光電性能，本章將介紹有機電致發(fā)光的發(fā)

5、展歷程，以及有機材料的發(fā)光機制，最后提出本論文的設計思路。1.3 有機電致發(fā)光的機理及器件結構1.3.1 有機電致發(fā)光材料發(fā)光機理發(fā)光是很普遍的自然現(xiàn)象，但要了解物質(zhì)為什么能發(fā)光，還需要從物質(zhì)內(nèi)部電子的狀態(tài)來解釋。而有機材料中的電子轉移過程分為兩類：一類是分子內(nèi)的電子轉移過程，另外一類是分子間的電子轉移過程。圖 1-1 簡要地描述了分子內(nèi)的電子轉移過程。當有機材料吸收某種形式的能量后，其內(nèi)部的電子吸收能量后會由基態(tài)(S0)跳躍到高能激發(fā)

6、態(tài)（Sn…S2,S1）形成激子，而不穩(wěn)定的高能態(tài)電子會通過內(nèi)轉換回到單線態(tài)的最低激發(fā)態(tài) S1，而單線態(tài) S1 的電子也可能通過系間竄越的途徑到達更低能級的三線態(tài)的最低激發(fā)態(tài) T1。如果電子從激發(fā)態(tài) S1 以電磁輻射的形式回到基態(tài) S0，則材料發(fā)出熒光；如果電子從三線態(tài)的最低激發(fā)態(tài) T1 回到基態(tài)，則發(fā)出磷光，但是由于三線態(tài)的電子自旋方向和基態(tài) S0 的自旋方向相反，所以一般分子由于禁阻躍遷是不會發(fā)出磷光的。激發(fā)態(tài)除了以發(fā)光的形式散發(fā)能量

7、外，還可以非輻射躍遷，化學反應，能量轉移的形式回到基態(tài)。圖 1-1 有機分子內(nèi)的電子轉移過程[32]Fig. 1-1 The process of electron transfer in organic molecules有機電致發(fā)光二極管（OLED）是類似于電極/發(fā)光層/電極三明治類型的注入型電致發(fā)光。如圖 1-2 所示，這就是典型的 OLED 的器件結構，也就是 1987 年鄧青云博士所發(fā)明的。這種器件不存在如無機發(fā)光二極管的 P