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OLED各層材料簡介2013.12.18Outline一.OLED發光原理二.OLED結構三.各層材料說明OLED發光原理OLED元件是將具有通電發光特性之有機材料夾在兩片電極之間，對此元件施加電壓，驅使電子與電洞分別由陰極與陽極注入。當電子與電洞在發光層中相遇再結合，將產生激子，並進一步激發發光層中的發光分子。處於激發態的發光分子，將很快回到其基本態，並在此過程中，放出能量，有部分是以光的形式出現。OLED各層結構OLED各層介紹—Anode(陽極)陽極材料的要求/功能:1.透光度好2.高功函數(易搶電子)3.功函數與電洞注入層或電洞傳輸層匹配4.低電阻5.表面型態平整常見的陽極材料:•氧化銦錫(IndiumTinOxide,ITO)•氧化銦鋅(IndiumZincOxide,IZO)ITO比m-MTDATA易形成電洞，a形成電洞後經由路徑b將電洞轉移至電洞注入層或電洞傳輸層OLED各層介紹—HIL(電洞注入層)材料的要求/功能:1.功函數與陽極材料“匹配”2.與陽極材料及電洞傳輸層的附著性良好3.表面型態穩定，平整常見的電洞注入層材料:青花化物(Phthalocyanines)eg.CuPc濺度碳膜(SputteredCarbon)導電高分子(Conductivepolymers)TCTA、TPOTA、m-MTDATA、p-MTDATAm-TDATAOLED各層介紹—HTL(電洞傳輸層)材料的要求/功能:1.傳輸電洞2.功函數與電洞注入層及發光層匹配3.載子侷限作用(僅電洞容易傳輸)4.表面型態穩定，平整常見的電洞傳輸層材料:芳香胺類(Aromaticamine)如:Naphta-phenylbenzidene(NPB)TPD、1-TNATA1-TNATANPBTPDOLED各層介紹—EML(發光層)材料的要求/功能：1.功函數與電洞注入層及發光層匹配2.載子複合作用(電光轉換侷限層)3.高電光轉換效率4.發出特定色Green&RedBlueDoping：主發光體材料和各種具客發光體以共蒸鍍(co-evaporation)或分散(disperse)的方式，利用能量轉移(energytransfer)或載子捕獲(carriercapture)而結合得到各種不同的光色及高效率電激發光元件及各種不同的光色。Doping(參雜)C-545T(綠光)DCJTB(紅光)Perylene(藍光)磷光與螢光當電子吸收能量從基態躍遷至激態後，若馬上從躍回至基態的話，此時放出的光為螢光，但若無法馬上回到基態(因電子相位等因素)而有做intersectioncrossing後再回到基態的話，此時發出的光稱為磷光，通常磷光的lifetime比較長，且能量較螢光低能夠將激態電子的三重態以磷光方式發光的材料均是有機金屬化合物，其中中心金屬均是過渡金屬，如：鋨(Os)、銥(Ir)、鉑(Pt)、銪(Eu)、釕(Ru)等磷光材料簡介RedGreenBlueOLED各層介紹—ETL(電子傳輸層)材料的要求/功能:1.傳輸電子2.陰極修正作用3.載子侷限作用(僅電子容易傳輸)4.功函數與電子注入層及發光層匹配常見材料：有機金屬錯合物、含氧氮雜環類、含Si,F,B類ZnBTZ(有機金屬錯合物)HTM-2(含氧氮雜環類)PyPySiPyPy(含Si,F,B類)OLED各層介紹—EIL(電子注入層)材料的要求/功能:1.功函數與陰極材料匹配2.與陰極材料及電子傳輸層的附著性良好3.表面型態穩定，平整常用材料：鋁/氟化鋰(Al/LiF)OLED各層介紹—Cathode(陰極)材料的要求/功能:1.低功函數2.功函數與電子注入層或電子傳輸層匹配3.高導電性4.化性安定常見材料:鋁鎂合金(Mg/Ag)鋁鋰合金(Al/Li)金屬易產生自由電子，電子於陰極a產生後經由路徑b將電子轉移至電子注入層或電子傳輸層中結論OLED材料使用重點：各層功函數需匹配表面平坦、型態穩定附著性良好各層厚度均有搭配性之最佳值，非愈厚愈好目前研究重點：陽極：透明度增加，Flexible應用HTL層：Tg提升(LifeTime增加)EML層：紅光及藍光的磷光材料壽命提升及顏色優化ETL層：提供電子傳輸速率(增加發光效率)EIL及陰極：低功含數且穩定性高