有機小分子電致發光材料在oled的發展與應用的綜述
電致發光(electroluminescence，el)，指發光材料在電場的作用下，受到電流或電場激發而發光的現象，它是乙個將電能直接轉化為光能的一種發光過程。能夠產生這種電致發光的物質有很多種，但目前研究較多而且已經達到實際應用水平的，主要還是無機半導體材料，無機 el 器件的製作成本較高，製作工藝困難，發光效率低，發光顏色不易實現全色顯示，而且由於很難實現大面積的平板顯示，使得這種材料的進一步發展具有很嚴峻的侷限性。由於現有的顯示技術無法滿足我們生產生活的需要，因此促使人們不斷地尋求製備工藝成本更低、效能更好的發光材料。
有機電致發光材料（organic light-emitting device，oled）逐漸的進入了人們的視野，人們發現它是一種很有前途的、新型的發光器件。有機電致發光就是指有機材料在電流或電場的激發作用下發光的現象。根據所使用的有機材料的不同，我們將有機小分子發光材料製成的器件稱為有機電致發光材料，即 oled；而將高分子作為電致發光材料製成的器件稱為高分子電致發光材料，即 pled。
不過，通常人們將兩者籠統的簡稱為有機電致發光材料 oled。
一.原理部分
與無機發光材料相比，有機電致發光材料具有很多優點：光程範圍大、易得到藍光、亮度大、效率高、驅動電壓低、耗能少、製作工藝簡單以及成本低。綜上所述，有機電致發光材料在薄膜電晶體、太陽能電池、非線性發光材料、聚合物發光二極體等方面存在巨大的需求，顯示出廣泛的應用前景，因而成為目前科學界和產業界十分熱門的科研課題之一。
雖然，世界上眾多國家投入巨資致力於有機平板顯示器件的研究與開發，但其產業化程序還遠遠低於人們的期望，主要原因是器件壽命短、效率低等。目前有很多關鍵問題沒有解決：
1. 光電材料分子結構、電子結構和電子能級與發光行為之間的關係，這是解決材料合成的可能性、調控材料發光顏色、色純度、載流子平衡及能級匹配等關鍵問題的理論和實驗依據；
2. 光電材料和器件的退化機制、器件結構與效能之間的關係、器件中的介面物理和介面工程等，這是提高器件穩定性和使用壽命的理論和實驗基礎，也是實現產業化、工業化的根本依據。
1.基態與激發態
「基態」在光物理和光化學中指的是分子的穩定態，即能量最低的狀態。如果乙個分子受到光或電的輻射使其能量達到乙個更高的數值後，分子中的電子排布不完全遵從構造原理，這時這個分子即處於「激發態」，它的能量要高於基態。基態和激發態的不同並不僅僅在於能量的高低上，而是表現在多方多面，例如分子的構型、構象、極性、酸鹼性等。
在構型上主要表現在鍵長和二面角方面，與基態相比，激發態的乙個電子從成鍵軌道或非成鍵軌道躍遷到反鍵軌道上，使得鍵長增長、鍵能級降低；同時，由於激發後共軛性也發生了變化，所以二面角即分子的平面性也發生了明顯的改變。
2.吸收和發射
分子的激發需要吸收一定能量，吸收一定的能量後，分子就處於不穩定的激發態了，這時很容易以各種方式將這種不穩定的能量釋放出來，這一過程被稱為激發態的失活或者猝滅。失活的過程既可以是分子內的，也可以是分子間的；既可以是物理失活，也可以通過化學反應失活。我們在本文中，主要討論的是激發態分子內的物理失活，主要包括輻射躍遷和非輻射躍遷兩種失活方式。
輻射躍遷是通過釋放光子，使得高能的激發態失活到低能的基態的過程，是光吸收的逆過程，因此輻射躍遷與光吸收的多方面都有密切的聯絡。與輻射躍遷相應的波長和強度的關係稱之為螢光光譜和磷光光譜，與吸收光過程相關的波長與強度的關係稱之為吸收光譜。吸收和輻射都遵守franck-condon 原理：
原子或原子團的直徑通常為 0.2~1.0 nm，由此可得光波通過原子團的時間大約為 10-17s，也就是說，當光子穿過分子時，分子只經歷了至多 1/1000 個振動週期。
這樣，我們就可以認為在勢能面上的躍遷是垂直發生的，在躍遷的一瞬間分子構型保持不變，這就是 franck-condon 原理
3．螢光和磷光的產生
螢光與磷光都是輻射躍遷過程，二者都是基態躍遷，但是二者的不同點是：螢光是從基態（s0）躍遷到激發單重態（s1）產生的，而磷光是從基態躍遷到激發三重態（t1）產生的。分子經過激發，電子從基態躍遷到激發態（10-15s），根據 franck-condon 原理，它到達了電子激發態的某乙個振動激發態上，分子會以熱的方式耗散一部分能量，從振動激發態弛豫到 s1的最低振動態上，這一過程就是激發態的「振動弛豫」（vibrational relaxation）。
振動弛豫發生的時間範圍大概是10-14~10-12s，所以分子很快就弛豫到 s1的最低振動態上。由於激發單重態螢光輻射躍遷的壽命一般在 10-8s 能量級上，因此，螢光輻射躍遷的始態幾乎都是 s1的最低振動態。絕大多數分子的螢光躍遷都是s1躍遷到 s0。
螢光和內轉換是相互競爭的，乙個化合物的螢光效能好不好，不但取決於螢光發射速率常數，還受內轉換速率常數所影響。分子吸收光能被激發到 s1態，經過振動弛豫過程，而由於 s1態和 t1態交疊，在兩個勢能面交點附近有了兩條弛豫路徑，如果兩個激發態有很好的耦合，則勢能面會出現「避免交叉」的情況，這時候分子就從 s1態過渡到 t1態，並最終到達 t1態最低振動態。這就是系間竄越過程，指激發態分子通過無輻射躍遷到達自旋多重度不同的較低能態。
從激發三重態 t1的最低振動態輻射躍遷至基態 s0的過程就是磷光發光過程。由於磷光過程是自旋多重度改變的躍遷，受到自旋因子的制約，因此其躍遷速率比起螢光過程要小得多，相應的，其壽命也較長。從分子失活的角度來說，磷光與螢光是相互競爭的，但是因為在常溫下特別是在溶液中，分子的振動相當容易，所以螢光容易被觀察到而磷光卻較難被觀察到，只有在固態或者低溫玻璃態中，由於振動弛豫被限制住，系間竄越所佔的比例提高，導致我們能夠觀察到磷光發射。
4．影響螢光產生的主要因素
1. 具有大共軛 π 鍵結構容易產生螢光發光。共軛體系越大，離基態和激發態「基態」在光物理和光化學中指的是分子的穩定態，即能量最低的狀態。
如果乙個分子受到光或電的輻射使其能量達到乙個更高的數值後，分子中的電子排布不完全遵從構造原理，這時這個分子即處於域 π 電子越容易被激發，螢光越容易產生。一般而言，芳香共軛體系越大，其螢光波長越紅移，而且螢光強度越強。
2. 增加分子的剛性平面結構有利於螢光發光。經過大量實驗研究發現，具有較為剛性結構，特別是平面結構的化合物有著較好的螢光效能，主要是由於平面性好的分子，振動和轉動耗散引起的內轉換機率相應減小。
3. 引入髮色取代基團有助於螢光發光。在化合物的共軛體系上引入較強的給電子基團，可在一定程度上加強化合物的螢光效率，使得吸收光譜紅移；而相反的，在共軛體系中引入較強的吸電子取代基團，使得吸收光譜藍移。
4. 溶劑的影響。增強溶劑的極性，一般有利於螢光的發生。此外，增大溶劑的黏度，發生吸附作用，也會適當的提高螢光量子產率。
5. 溫度的影響。一般來講，降低體系的溫度有利於螢光量子產率的提高。
5．電荷轉移
在許多有機化合物中電荷轉移是十分普遍的現象，然而電荷轉移必須有電子給體（donor）和電子受體（acceptor）兩部分同時存在，一種情況是分子內電荷轉移，所涉及的電子給體和電子受體存在於同乙個分子內；而另外一種電荷轉移的情況是分子間電荷轉移，與前者分子內電荷轉移相似，在分子間如果有適當的結構和能量關係，就可以發生電荷轉移過程。
6．有機材料導電機理
首先介紹一下分子軌道理論，在分子軌道理論中，最特殊的兩個分子軌道就是：最高佔據軌道（homo）和最低空軌道（lumo）。分子處於基態的時候，電子將所有能量低於或等於 homo 的分子軌道填滿，而空著所有能量高於或等於 lumo 的分子軌道。
當分子受到外界能量激發，且激發能量大於 homo 和 lumo 能隙（eg）的時候，處於 homo 軌道上的電子就能夠克服 homo 和 lumo 軌道之間的能量差，使電子躍遷到 lumo 軌道上。有機分子的 homo 和lumo 就相當於半導體中的價帶頂和導帶底，由於 homo 和 lumo之間沒有其他的分子軌道，電子不可能處於它們之間其他的能量狀態，因此 homo 和 lumo 之間的能隙也就類似於半導體中的「禁帶」了。當有機分子相互作用堆積成固體後，其中的電子給體失去乙個電子，它的 homo 軌道就空出來了，我們就稱之為「空穴」，其他分子上的電子就可以跳躍到這個分子的 homo 軌道上，就好似是空穴跳躍；相同的，有機固體中的電子受體得到了乙個電子後，分子的 lumo上就填充了乙個電子，這個電子可以再躍遷到其他分子的空著的lumo 上。
沒有外電場的時候，空穴和電子的跳躍在空間方向上是隨機的，在有外加電場的情況下，空穴和電子的躍遷在順電場和逆電場方向上的機率就不同了，空穴順電場方向和電子逆電場方向的機率更高，這樣就形成了定向的電荷移動，產生巨集觀電流，這就是有機光電功能材料的發光原理。
有機 el 器件是一種夾心式結構，當把直流電壓加到陽極和陰極之間時，在兩極之間產生了電位差，電流就從陽極流經有機層最後流入陰極，這個過程就會使發光層發光。從微觀角度解釋，電流在有機層流過的過程，可以理解為：空穴從陽極向有機層注入通過空穴傳輸層，電子從陰極注入通過電子傳輸層，當這兩種電荷載流子在兩個有機層介面相遇的時候就形成了電子-空穴對即激子（exciton），最後激子衰減並以光的形式釋放出能量。
對於有機小分子發光材料來說，它們更多地依賴於器件的構造，如摻雜式及模糊介面式構造的器件，一般能更好地發揮光學材料的效能，並延長器件的使用壽命。而對於高分子發光材料來說，由於器件構造要比小分子器件簡單，所以一般情況下，器件的效能更多地取決於材料本身的效能。總之，功能發光材料中有機小分子材料必須緊密結合器件的結構來設計，高分子電致發光材料則首先必須提高自身的發光及載流子效能。
許多功能發光材料具有某種電荷載流子傳輸效能，同時它們具有功耗低、易彎曲、響應速度快、視角廣、可大面積顯示、發光色彩齊全等優點，因而在實現彩色平板顯示方面展現出了廣闊的商業化應用前景，正如 2000 年度諾貝爾化學獎獲得者 alan j. heeger先生所說的那樣，這一領域的發展勢頭迅猛。發光功能材料的選擇在 oled 中是最重要的部分。
選擇發光材料需要滿足下列要求：（1） 高量子效率的螢光特性，螢光波長分布於400~700 nm 的可見光範圍內；（2）具有高導電率，能傳導電子、能傳導空穴，或二者兼有；（3）良好的成膜性，在幾十奈米厚度的薄層中不產生針孔；（4）良好的熱穩定性及光穩定性。
7．有機小分子化合物
有機小分子化合物的分子量大概為 500-2000 左右，能夠用真空蒸鍍方法成膜，用於 oled 的有機小分子具有化學修飾性強、選擇範圍寬泛、易於提純、螢光量子效率高、可以產生紅、綠、藍等各種純色光的優點。
1. 純有機小分子藍光功能材料：藍光材料一般具有較寬的能隙，且其電子親和勢和電離能要匹配，日常生活中使用的螢光增白劑有不少就是藍色發光材料。
有機光電材料研究進展與發展趨勢
前言光和電的物理本質和內在聯絡自19世紀以來也已被逐漸闡明。電能的應用徹底改變了人類的歷史程序，從最初電燈的發明到依託電力的現代機器大工業的蓬勃發展，它使得人類文明以難以置信的速度飛躍前進。而更為古老的光學，則在人們認識到其波動和量子性相統一及現代雷射技術誕生的基礎上從經典光學進入了現代光學的新紀元...
個人綜述材料
澄邁縣永發中心學校侍郎小學何泉錦 一 本人基本情況 本人潘玲玲，生於1983年3月，現工作於澄邁縣永發中心學校侍郎小學，從事語文科 計算機科教學工作，身體健康，能勝任崗位工作。二 職務 本人2009年9月28日被澄邁縣職稱改革領導小組辦公室評為小學語文貳級教師，並被澄邁縣教育局聘任為小學語文貳級教師...
個人綜述材料
一 個人基本情況 本人趙英，女，漢族，1983年2月21日出生，身體健康。2001年畢業於海南省民族師範學校，2004年7月參加陵水縣的教師競崗考試，以優秀的成績被陵水縣教育局聘用。2004年9月至2005年7月任教於文羅矮嶺小學，2005年9月至上2006年7月任教於文羅中心小學。2006年9月調...