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OLED发光的秘密——这些层之间究竟发生了什么

编辑:liuchang 2017-08-30 09:14:14 浏览:4063  来源:未知

  OLED的发光原理可能大家都知道

  但OLED在发光之前都发生了哪些事呢?其实,OLED和萤火虫的发光都与“激发”现象有关。今天我们就来看看OLED的激发现象,还有各层中发生了什么。

  在发光层“再结合”?

  最简单的OLED结构就是用电极夹住发光层的式样,当然,最后也需要支撑它的基板,但基板和发光现象无关,两个电极加上直流电压,空穴和电子会从电极注入到有机膜中,从化学角度来看,有机分子在阳极界面被氧化,在阴极界面被还原,需要注意的是,从事半导体和化学的人使用不同的话来解释这个现象。

电子与空穴一边跳跃一边再结合

  为什么是再结合?

  注入的电子和空穴等电荷在分子之间做跳跃运动,并向对面的电极移动。接着被输入的空穴和电子到达目的地——发光层,并互相找到对接的电荷进行结合。从原本中性分子中夺走电子注入空穴,或给予电子注入电子,这些电荷在发光层重新结合还原成中性分子,所以称为再结合。

  再结合有什么用?

  通过再结合,有机分子能量被活化,电子状态从稳定的状态转向高能量的状态,因为激发状态极其不稳定又会回到原来的基态,这时,能量被释放,表现为“光”的形式,这就是OLED的光。

有机发光的秘密

  “从更高的单态跃迁下来的为”荧光“,从较低的三重态跃迁下来的为"磷光”

  实际上,OLED的“发光”分为荧光和磷光两种,发光就是“先实现高能量状态的,然后从这个高能量状态跃迁下来并释放能量”这种“高能量状态”分为两种,可以想象为这样:

  通过光的照射,让有机分子从基态达到激发状态,就如同让它处于三层楼一样,高的楼层叫“单态激发态”,这时发的光就是荧光,稍微低一点的楼层叫三重态激发态,这时的发光就是磷光。

  不从三层或者二层直落,而是下阶梯到一层的话,激发能量会变为热量被消耗就不会发光了。直落的比例压倒性的大于从阶梯而下的比例的话,就是荧光物质,对于人们的眼睛来说荧光是可见的光,而发磷光的有机材料很少,从二层落下来时,一般情况下能量都以热量的形式释放出来,不能像光一样被利用。这是个大问题。

  产生两种光的理由是什么?

  要知道这个旧的先来了解下分子世界的知识,在分子周围有各种轨道,每一个轨道上面都有成对的电子,这些成对的电子自旋不同,且呈“向上”和”向下“两种反方向运动状态。

  电子和空穴是这样再结合的:

  实际上,OLED的“发光”分为荧光和磷光两种,发光就是“先实现高能量状态的,然后从这个高能量状态跃迁下来并释放能量”,这种“高能量状态”分为两种,可以想象为这样:

  电子和空穴的再结合,就是获取电子的分子和失去电子的分子之间的电子授受反应,反应后的激发状态下的电子自旋方向相反的时候,就是单态激发态,因为不稳定所以会降回原来的轨道,这时就发出荧光。

  激发态下的电子自旋方向相同的时候,就是三重态激发态,它在能量上比单态激发态低,电子试图脱离这种不稳定的状态恢复原位时,原先的轨道上已经有相同方向自旋的电子了,那么会发生什么呢?

  成对的电子呈反向运动,在这种状态下电子直接回位到下面的轨道是不允许的,这被称为“泡利排他率”因为不能回到原先的轨道,所以电子只好长时间呆在这种状态下,在激发态下分子或回旋或伸缩,能量被用到了其他地方,所以观测到磷光的时候比较少。

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