OLED（有机发光二极管）技术的核心在于其独特的有机发光材料，这些材料是实现自发光、高对比度、柔性显示等关键特性的基础，OLED器件的结构通常由多层有机功能材料组成，包括空穴注入层（HIL）、空穴传输层（HTL）、发光层（EML）、电子传输层（ETL）和电子注入层（EIL），以及阳极和阴极电极材料，每一层材料的性能都直接影响器件的发光效率、寿命、色彩表现和稳定性。
在阳极材料方面,常用的是高功函数的透明导电材料，其中氧化铟锡（ITO）是最主流的选择，因其具有良好的导电性、透光性和平整的表面特性，能够有效注入空穴并保证光线穿透，ITO也存在脆性大、成本高等问题，因此研究者正在探索银纳米线、石墨烯等柔性替代材料，阴极材料则需要低功函数以促进电子注入，传统上采用铝（Al）、镁（Mg）等金属，或其合金（如Mg:Ag），通过蒸镀工艺形成薄膜，为提高电子注入效率，有时会加入氟化锂（LiF）等缓冲层，形成有效的电子注入界面。
空穴注入和传输层材料主要承担空穴的注入与传输任务,常用的材料包括PEDOT:PSS（聚3,4-亚乙二氧基噻吩:聚苯乙烯磺酸盐），这是一种水溶性高分子材料，可通过溶液加工成膜，具有良好的空穴传输性能和成膜性；还有小分子材料如NPB（N,N'-二(1-萘基)-N,N'-二苯基-(1,1'-联苯)-4,4'-二胺），具有优异的热稳定性和空穴迁移率，电子传输层材料则需要高电子迁移率和良好的热稳定性，常见的有Alq3（三(8-羟基喹啉)铝）、TPBi（1,3,5-三(N-苯基苯并咪唑-2-基)苯）等，其中Alq3既是经典电子传输材料，也可作为绿色发光层的主体材料。
发光层是OLED的核心,其材料分为主体材料和掺杂剂材料，主体材料需要具有较高的三线态能级（磷光材料）或单线态能级（荧光材料），以能量传递方式将能量转移给掺杂剂，常用主体材料包括CBP（4,4'-二(N-咔唑基)联苯)、mCP（1,3-二(9H-咔唑-9-基)苯）等，掺杂剂材料分为荧光掺杂剂和磷光掺杂剂：荧光掺杂剂如DCM（4-(二氰基亚甲基)-2-甲基-6-(对二甲氨基苯乙烯基)-4H-吡喃），主要利用单线态发光，内量子效率最高为25%；磷光掺杂剂如Ir(ppy)3（三(2-苯基吡啶)铱），利用重金属效应实现三线态发光，内量子效率可达100%，是高效红、绿、蓝发光材料的主流选择，近年来，热活化延迟荧光（TADF）材料作为第三类发光材料，通过反向系间窜越实现100%内量子效率，且不含重金属，成为研究热点。
柔性OLED对材料提出了更高要求,需要采用可弯曲的基底材料（如PI聚酰亚胺）和柔性电极材料，溶液加工型OLED（如喷墨打印、旋涂）则依赖于可溶性有机材料，如高分子发光材料（Super Yellow）和可溶性小分子前驱体，以降低制造成本，以下是OLED关键功能材料分类及示例：
| 材料类型 | 功能描述 | 常见材料示例 | 特点与应用场景 |
|---|---|---|---|
| 阳极材料 | 空穴注入，透明导电 | ITO、银纳米线、石墨烯 | ITO主流，柔性器件需替代材料 |
| 阴极材料 | 电子注入 | Al、Mg:Ag、LiF缓冲层 | 低功函数合金，提升电子注入效率 |
| 空穴注入层 | 促进空穴从阳极注入 | PEDOT:PSS、MoO3 | PEDOT:PSS溶液加工，MoO3蒸镀 |
| 空穴传输层 | 传输空穴至发光层 | NPB、TAPC | 高迁移率，热稳定性好 |
| 发光层（主体） | 传递能量给掺杂剂，发光基质 | CBP、mCP、Alq3 | 磷光/荧光主体，匹配掺杂剂能级 |
| 发光层（掺杂剂） | 实现光发射，决定发光颜色 | 红色：Ir(piq)3；绿色：Ir(ppy)3；蓝色：FIrpic | 磷光材料高效率，TADF材料无重金属 |
| 电子传输层 | 传输电子至阴极 | TPBi、Alq3、Bphen | 高电子迁移率，阻挡空穴 |
| 电子注入层 | 促进电子从阴极注入 | LiF、Cs2CO3 | 降低阴极功函数，提升器件效率 |
相关问答FAQs
Q1: OLED材料中，磷光材料相比荧光材料的优势是什么？
A1: 磷光材料的核心优势在于其内量子效率可达100%，而荧光材料最高仅25%，这是因为磷光材料利用重金属（如Ir、Pt）的强自旋-轨道耦合作用，使原本禁阻的三线态激子也能通过系间窜越（ISC）参与辐射跃迁，从而充分利用电致发光中75%的三线态激子和25%的单线态激子，这一特性使得磷光OLED在相同驱动电压下可更高亮度或更低功耗，尤其适用于高端显示和照明领域，但磷光材料也存在合成复杂、成本高、蓝色材料稳定性差等问题，需进一步优化。
Q2: 溶液加工型OLED对材料有哪些特殊要求？
A2: 溶液加工型OLED（如喷墨打印、旋涂）要求材料具有良好的溶解性、成膜性和稳定性，有机材料需在常用溶剂（如甲苯、氯仿、乙醇）中溶解，避免使用高温真空蒸镀；溶液成膜后需形成均匀、无针孔的薄膜，以保证器件性能一致性；材料需具备较高的玻璃化转变温度（Tg），防止在后续工艺中发生重结晶，高分子发光材料（如Super Yellow）和可溶性小分子前驱体（如交联型HTL材料）更适合溶液加工，可大幅降低OLED制造成本，适用于大尺寸显示面板的生产。
