OLED的(de)發光(guang)原理可(ke)能大(da)家都知(zhi)道
但(dan)OLED在發(fa)光之前(qian)都發(fa)生(sheng)了哪(na)些事呢？其實，OLED和螢(ying)火(huo)蟲的(de)發(fa)光都與“激(ji)(ji)發(fa)”現象有關。今天我們就來看看OLED的(de)激(ji)(ji)發(fa)現象，還有各層中發(fa)生(sheng)了什么。
在發光層“再結合”？
最簡單(dan)的OLED結(jie)構就是(shi)用電(dian)極夾住發光層(ceng)的式樣，當然，最后(hou)也需(xu)要支撐它的基板(ban)(ban)，但(dan)基板(ban)(ban)和發光現象(xiang)無關，兩個(ge)電(dian)極加上直流電(dian)壓，空穴(xue)和電(dian)子會從電(dian)極注(zhu)入(ru)到有機膜中，從化(hua)學(xue)角(jiao)度來(lai)看(kan)，有機分子在陽極界面被氧化(hua)，在陰極界面被還(huan)原，需(xu)要注(zhu)意的是(shi)，從事半導體和化(hua)學(xue)的人使用不同的話來(lai)解釋這(zhe)個(ge)現象(xiang)。
電(dian)子與(yu)空穴一邊跳(tiao)躍一邊再結(jie)合
為什么是再結合？
注入(ru)(ru)的(de)電(dian)子(zi)(zi)(zi)和空穴(xue)(xue)等電(dian)荷(he)在分子(zi)(zi)(zi)之間做(zuo)跳躍運動，并向對面的(de)電(dian)極移動。接著(zhu)被輸入(ru)(ru)的(de)空穴(xue)(xue)和電(dian)子(zi)(zi)(zi)到達(da)目的(de)地——發(fa)光層(ceng)，并互(hu)相找到對接的(de)電(dian)荷(he)進行(xing)結(jie)合(he)。從原本中性分子(zi)(zi)(zi)中奪走電(dian)子(zi)(zi)(zi)注入(ru)(ru)空穴(xue)(xue)，或給予電(dian)子(zi)(zi)(zi)注入(ru)(ru)電(dian)子(zi)(zi)(zi)，這些電(dian)荷(he)在發(fa)光層(ceng)重新結(jie)合(he)還(huan)原成(cheng)中性分子(zi)(zi)(zi)，所以稱為再結(jie)合(he)。
再結合有什么用？
通過再結合，有機分子(zi)能量(liang)被活化，電子(zi)狀(zhuang)態從穩定的(de)狀(zhuang)態轉向高能量(liang)的(de)狀(zhuang)態，因為(wei)激發狀(zhuang)態極其(qi)不穩定又會回到原來(lai)的(de)基態，這時(shi)，能量(liang)被釋放，表現為(wei)“光”的(de)形式，這就是OLED的(de)光。
有機發光的秘密
“從更高的單(dan)態(tai)躍(yue)遷下來的為(wei)”熒光(guang)“，從較低的三重(zhong)態(tai)躍(yue)遷下來的為(wei)"磷光(guang)”
實(shi)際上，OLED的(de)“發(fa)光(guang)(guang)”分為熒光(guang)(guang)和磷光(guang)(guang)兩種，發(fa)光(guang)(guang)就是“先實(shi)現高(gao)能量狀態的(de)，然(ran)后從這(zhe)個(ge)高(gao)能量狀態躍遷下來并釋放(fang)能量”這(zhe)種“高(gao)能量狀態”分為兩種，可以(yi)想(xiang)象為這(zhe)樣：
通過光(guang)(guang)的照射，讓有機分子從(cong)基態(tai)達到(dao)激發(fa)狀態(tai)，就如同(tong)讓它處于三層樓(lou)一樣(yang)，高的樓(lou)層叫“單態(tai)激發(fa)態(tai)”，這(zhe)時發(fa)的光(guang)(guang)就是熒光(guang)(guang)，稍微(wei)低一點的樓(lou)層叫三重態(tai)激發(fa)態(tai)，這(zhe)時的發(fa)光(guang)(guang)就是磷光(guang)(guang)。
不(bu)從三層(ceng)或(huo)者二層(ceng)直(zhi)(zhi)落，而是下(xia)階(jie)梯到一層(ceng)的(de)話(hua)，激(ji)發能量(liang)會(hui)變為熱(re)量(liang)被消耗就(jiu)不(bu)會(hui)發光了。直(zhi)(zhi)落的(de)比例壓倒(dao)性的(de)大于從階(jie)梯而下(xia)的(de)比例的(de)話(hua)，就(jiu)是熒光物質，對于人(ren)們的(de)眼(yan)睛來說熒光是可見的(de)光，而發磷光的(de)有機材料很少，從二層(ceng)落下(xia)來時，一般情(qing)況下(xia)能量(liang)都以(yi)熱(re)量(liang)的(de)形式釋放出來，不(bu)能像光一樣被利用。這是個(ge)大問題。
產生兩種光的理由是什么？
要知(zhi)道(dao)這(zhe)個(ge)舊的(de)先來(lai)了解(jie)下(xia)分子(zi)世界的(de)知(zhi)識，在(zai)分子(zi)周圍(wei)有(you)各種軌道(dao)，每一(yi)個(ge)軌道(dao)上面都有(you)成對的(de)電子(zi)，這(zhe)些(xie)成對的(de)電子(zi)自(zi)旋不同，且呈“向(xiang)上”和”向(xiang)下(xia)“兩(liang)種反方向(xiang)運動狀態(tai)。
電子和空穴是這樣再結合的：
實際(ji)上，OLED的“發光(guang)”分為(wei)(wei)熒(ying)光(guang)和(he)磷光(guang)兩(liang)種(zhong)，發光(guang)就是(shi)“先實現高能(neng)(neng)量(liang)(liang)狀態的，然后從這(zhe)(zhe)個高能(neng)(neng)量(liang)(liang)狀態躍遷下來并釋放(fang)能(neng)(neng)量(liang)(liang)”，這(zhe)(zhe)種(zhong)“高能(neng)(neng)量(liang)(liang)狀態”分為(wei)(wei)兩(liang)種(zhong)，可(ke)以想象為(wei)(wei)這(zhe)(zhe)樣：
電(dian)子(zi)(zi)(zi)和空穴的(de)再(zai)結合(he)，就是獲取電(dian)子(zi)(zi)(zi)的(de)分(fen)子(zi)(zi)(zi)和失去電(dian)子(zi)(zi)(zi)的(de)分(fen)子(zi)(zi)(zi)之間的(de)電(dian)子(zi)(zi)(zi)授(shou)受反應，反應后(hou)的(de)激(ji)發狀態下的(de)電(dian)子(zi)(zi)(zi)自旋方向相反的(de)時候，就是單(dan)態激(ji)發態，因為不(bu)穩定所以會降(jiang)回原來的(de)軌(gui)道，這時就發出熒光。
激發態(tai)下的(de)電子(zi)自旋方(fang)向相(xiang)同的(de)時(shi)候，就是三重態(tai)激發態(tai)，它在能量上比單態(tai)激發態(tai)低，電子(zi)試圖脫(tuo)離這種不穩定的(de)狀態(tai)恢(hui)復(fu)原位時(shi)，原先的(de)軌道(dao)上已經有相(xiang)同方(fang)向自旋的(de)電子(zi)了，那么會發生什(shen)么呢？
成對的(de)電子呈(cheng)反向運動，在這種(zhong)狀(zhuang)態(tai)(tai)下(xia)電子直接回(hui)位到(dao)(dao)下(xia)面(mian)的(de)軌(gui)道(dao)(dao)是不允許的(de)，這被稱(cheng)為“泡利排(pai)他率(lv)”因為不能回(hui)到(dao)(dao)原先的(de)軌(gui)道(dao)(dao)，所(suo)以電子只好長時(shi)間呆在這種(zhong)狀(zhuang)態(tai)(tai)下(xia)，在激發態(tai)(tai)下(xia)分子或(huo)(huo)回(hui)旋或(huo)(huo)伸縮(suo)，能量被用到(dao)(dao)了其他地方，所(suo)以觀測到(dao)(dao)磷光的(de)時(shi)候比較少。
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