北京時間07月02日消息，中國觸摸屏網訊，在電致發光研發領域，選擇有機材料是基于哪些原因？

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電致發光現象最早是在1936年，由Destriau等人以ZnS粉末為發光材料觀察到的，在20世紀60年代末期，當時最早商品化的發光二極管是無機的磷砷化鎵紅色發光二極管，而發光二極管材料一直是一十分重要的光電材料。如今，發光二極管的應用遍及電子、光電及民生等各項產品，未來更有可能取代傳統光源，成為消耗能源低且環保的新光源。

從20世紀60年代至今，商品化的發光二極管材料大部分以無機材料為主，近幾年高亮度無機藍光和白光LED技術使得發光二極管產業繼續擴大。有機材料的電致發光現象是1963年由Pope等人發現的，利用蒸鍍5mm的單層蒽（anthracene）晶體當發光層，所制作的有機發光二極管組件其驅動電壓必須高達100V以上，只能發出很微弱的藍光。

雖然有機材料的電致發光現象在20世紀60年代發現，相比無機材料技術的蓬勃發展，有機發光材料的研發似乎沉寂了許久，一直到了1987年，才由美國柯達公司的鄧青云等人，將有機熒光染料以真空熱蒸鍍方式制成雙層組件，在小于10V的電壓下，外部量子效率可達到1%，使得有機發光材料與組件更具有實用性價值，也激起有機材料在此領域應用的熱潮。1990年，英國劍橋研究組發表了第一個利用共軛高分子PPV[poly(phenylenevinylene)]制作的PLED組件，使得高分子材料繼導電高分子之后又向顯示領域邁進，近年將共軛高分子應用于太陽電池、固態雷射和傳感器等組件的研究也陸續出現。

選擇有機材料的主要原因是：

①無機發光二極管以不同發光層材料配合不同的磊晶生產技術，如液相磊晶法（LPE）、有機金屬化學氣相沉積法（MOCVD）及分子束磊晶法（MBE）等方式，而無法制造高分辨率和輕薄的顯示器，反觀有機分子加工性好，并可在任何基板上成膜。

②很多有機的材料都具有很高效率的發光性質，特別是在藍光域里，有些有機化合物的熒光效率幾乎達到百分之百，譬如像二苯乙烯（stilbenes）、香豆素（coumarins）及蒽等類。其實早期用蒽單晶體在EL的研究已達到5%的發光效率（光子對注入電子比）。

③有機材料的另一個優越及有趣的地方就是有機材料分子結構的多樣性與可塑性，經由化學結構的設計，我們可以調變有機材料的熱性質、機械性質、發光性質與導電性質，使得材料有很大的改進空間。

但在電致發光的應用方面，有機材料的主要缺點是它本身的絕緣性（如塑料）。一般只有極少量的電流可以在一定的電場內被注入，可是電致發光是靠注入的電子與空穴再結合所致，所以如果注入的電流太少，電子與空穴再結合的數目將被限制。普通顯示用的發光亮度大概在100cd/m2就夠了，所以如果一個發光組件它有1%的外部發光效率，最低限度的電流可以用這個亮度來計算，所需通過的電流密度應該要達到1mA/cm2，對不導電的有機材料來說，這是一個相當大的電流。

更糟糕的是這個電流量對于顯示器應用，還差了十到百倍，一般主動式面板的工作電流密度范圍在10～40mA/cm2，被動式面板更高，電流密度范圍可以達到10～500mA/cm2。所以，有機材料一定要克服這個注入電流量的困難，才可能有所突破。因此經化學結構的設計，化學家們合成出各種扮演不同功能的有機材料，有些幫助電子或空穴注入，有些幫助電子或空穴的傳遞，有些則又希望阻擋電子或空穴的傳遞，更不用說各種發光顏色的發光材料了。因此有機材料除了用于發光二極管發光外，已朝功能化的方向發展，一個效率好壽命長的有機發光二極管組件，常常是所有有機材料綜合及OLED結構的最佳化設計。

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