有机发光二极管 (Organic Light Emitting Diode, OLED)是一种基于有机半导体的发光二极管器件。OLED 的发现最早可以追溯到19世纪 50 年代对有机材料在大电压下光发射现象的观察。1983 年,邓青云 ( Ching W. Tang) 等人制备了异质结 OLED,并提出了制造小分子有机荧光材料发射层的方法,自此为OLED 研究热潮揭开了序幕。1990 年,聚对苯乙烯(Polyphenylene Vinylene, PPV)的场致发光效应的发现进一步推动了聚合物 OLED 的研究。1998 年,磷光(Phosphorescent)发光材料的发现极大地提高了 OLED 器件的量子效率,使得聚合物 OLED 的研究取得了重大突破。如今,磷光 OLED 技术已成为节能光源和低功耗平板显示的基础技术。
典型的小分子 OLED 通常在阳极(Anode)和阴极(Cathode)之间夹着两层有机材料,如图 2-98所示。当 OLED处于正偏置时,空穴和电子分别在空穴传输层(Hole Transport Layer, HTL)和电子传输层(Electron Transport Layer,ETL)中向界面处传输后积累于此,复合后形成激子 (Exciton)。当激子回到低能态时将产生光子。单层聚合物 OLED 的结构示意图如图 2-99所示,正偏置下,电子和空穴在聚合物中传输后相遇,复合后产生激发态的激子。

OLED 光源作为新型的节能光源,符合绿色照明的要求。OLED 的一大优势是可采用薄膜沉积工艺制备。此外,OLED 光源是一种面发光光源,因此可以达到更加均匀的光照效果。韩国的IG、日本的住友化学、荷兰的飞利浦等公司均展出过和 OLED 光源相关的产品。在未来的几年中 OLED 光源产品将迎来快速的发展。但是,目前OLED 的发光效率仍然较低,且红、绿、蓝三种颜色的 OLED中,寿命最短的蓝光 OLED 的寿命估计为 10000h 左右。随着技术的发展和材料性能的提高,蓝光 OLED 有望满足 40 000h 的寿命要求。
OLED 的另一个重要应用是平板显示。与传统 LCD 显示面板相比,OLED 显示面板不需要背光源,可以做得更加节能、轻薄和便携,此外还能实现柔性和曲面显示等。近年来,随着 OLED 面板在智能手机、电视等领域的大量应用,OLED 市场正在快速发展。例如,目前虛拟现实 (Virtual Reality, VR)产品