在国内外,小分子OLED技术处于领先地位,已经达到商业化生产水平
OLED两大技术阵营一是分子量在500~2,000之间的小分子OLED阵营,由于有机电致发光器件具有发光二极管整流与发光的特性,因此小分子有机电致发光器件亦被简称为OLED或SM-OLED(Small Molecule Organic Light Emission Diode);另一个是分子量在10,000~100,000之间的高分子(又称聚合物)有机发光二极管(Polyme Light Emitting Diode P-LED)阵营。小分子及高分子OLED在材料特性上可说是各有千秋,但以现有技术发展来看,如从OLED显示器的可靠性、电气特性、生产安定性上来看,小分子OLED现在是处于领先地位,当前投入量产的OLED器件,以使用小分子有机发光材料居多。小分子OLED技术发展较早(1987年),而且技术已经达到商业化生产水平;高分子OLED发展始于1990年,目前处于研发和小批量产阶段。

小分子系发光材料和高分子系发光材料只是材料特性和成膜方法不同,本质上却无异。目前世界上针对OLED研究以集中到其使用的有机发色薄膜材料选择上,大体上来说可分为两个阵营,一是以美国Kodak公司为首的选择染料或颜料为主的小分子材料作为OLED的发色材料,另一则是以共轭高分子为主的英国CDT公司。Kodak公司的小分子OLED制造技术,主要是藉由真空热蒸镀的方式,再搭配金属屏蔽技术将材料涂布于像素之中,主要适用于中小型尺寸显示器;而高分子材料则是使用离心力均匀涂布或喷墨印刷(InkJetPrinting)技术将其分散于像素之中,以大尺寸显示器为应用目标。

有机小分子材料以有机小分子金属螯合物和稀土配合物为代表,主要有:Alq3、TAZ、CBP、Eu(BDM)3phen、Er(BDM)3bath等;此类发光物质的缺点是制作过程中难分离。其它性能比较优越的发光薄膜材料还有Perylene,Aromaticdiamine,TAD、TAP、TAZ、TPA、TPB、TPD、TPP等。有机染料以激光级的DCM、DCJ、DCJTB、Diamine、Coumarin540、TPB为代表,它们主要用来掺杂到有机小分子材料中以提高OLED的发光效率或改变器件的发光颜色,以上有机小分子均可用真空热蒸发方法成膜。

有机小分子电致发光材料应用最广泛的是Alq3,它具有成膜质量好,载流子迁移率高和稳定性较好等优点。Hamada等人用8-羟基喹啉及其两种衍生物作配体,以Al3+、Mg2+、Zn2+、Be2+作配离子,合成出多种配合物,在20V偏压下,8-羟基喹啉锌(Znq2)的发光亮度高达16200cd/m2。人们期望Znq2等二配位的金属配合物能够成为新的有机电致发光材料。

在有机小分子化合物电致发光材料中,1、3、5三(二芳基氨基)苯类化合物也是研究较多的一类化合物。此类化合物容易氧化,是一种潜在的空穴传输材料。Thelakkat等人合成了5个新的此类化合物,这些物质HOMO能级高,玻璃化转变温度高,是优良的空穴传输材料,其中两个化合物还具有蓝色和绿色区域的电发光性能。

最近,人们将磷光染料掺杂到Alq3〔三(八羟基)喹啉铝〕和4、4N、N二咔唑基二苯(CBP)等小分子中实现三线态发光,得到的发光器件的量子效率高达13.7%和38.31m/W。Baldo等人报道了PEOEP和Ir(PPY)3掺杂到主体材料中作为能量转移客体,得到高效率的磷光LED。用Ir(PPY)3作为磷光材料得到在100cd/m2下、外量子效率达到15%、能量效率为401m/W的绿光。