發光層材料在有機電激發光元件中扮演重要的角色，當我們對元件施加電壓（3~5V，直流電），電洞和電子克服能階障礙後，分別經由陽極(ITO)與陰極(Al)注入有機材料層中，其中有機材料層包含電洞傳輸層（注入層）、電子傳輸層（注入層）及發光層等，當電洞與電子經由傳輸層傳遞至發光層內，且在具備發光特性的有機材料中進行再結合，形成激發子(Exciton)的形式，此不穩定的狀態將可能以熱或是光的形式釋放而回到穩定的狀態，因此如何提升激發子以光的形式釋放將是OLED元件效率提升的主因之一，而關鍵就在於發光層材料的特性，以下分別討論螢光(Fluorescence)與磷光(Phosphorescence)之間的差異。
藍色螢光材料
OLED發展初期，螢光材料廣泛地被研究並持續性的改進，從單一層發光材料演進到主客摻雜系統(Host and Dopant System)，元件效率逐漸達到理論上限(5%)，屬於第一代發光材料。螢光材料雖然效率不高，但是其優點為熱穩定性質優異且元件壽命值得信賴，特別是藍色螢光材料，在藍色磷光材料目前壽命嚴重不佳的情況下，不論是OLED顯示器或照明廠商還是以藍色螢光材料為主，而螢光材料的領先者以日本出光興產(Idemitsu Kosan)公司為代表。
圖二、磷光材料能階與壽命示意圖
出光興產公司以開發Distyrylarylene(DSA)衍生物為主，不論在發光效率、穩定性及壽命皆有相當不錯的表現，由表一可以看出出光興產的藍色螢光材料從2005年到2007至少都有增加30%的壽命，2012年所發表的藍色螢光材料則著重在開發深藍色材料（CIEy值從0.20降到0.12），另外表二也列出出光興產在綠色及紅色螢光材料規格，雖然在2012年時綠色螢光材料具有37 cd/A的元件效率，卻因為近幾年在綠色及紅色磷光材料的快速進展下，綠色及紅色螢光材料的市場逐漸被磷光材料所取代。表三為出光興產公司對於未來OLED材料的Roadmap，可以發現螢光材料除了藍色材料外，綠色及紅色材料在市售的規格已經不在規劃中，取而代之的是磷光材料的規格，顯示目前的主流是磷光材料。
一般最常使用的藍色磷光材料為FIrpic，由於其CIEx,y色度座標只有(0.17, 0.34)，因此只能定義為天空藍色系，放射波長為475 nm。2003年Thompson教授發表一系列以含Si原子為中心的主發光體(UGH系列材料)，同時也發表新型藍色磷光材料FIr6（圖三），將原本的Picolinate輔助基團置換成Pyrazoly Borate輔助基團，文獻中將FIr6摻雜在UGH2時，元件效率高達13.9 lm/W、CIEx,y色度座標為(0.16, 0.26)。隨後2008年Franky So教授採用相同的材料與改良的元件結構，效率最高可以達到18.0 lm/W。FIrpic目前在藍色磷光材料中屬於相對穩定，因此常做為藍光元件效率的指標之一。2008年城戶淳二教授發表高達42 lm/W的藍色磷光元件(@1,000 nits)，其中所使用的藍色磷光材料就是FIrpic（圖三）。2012年城戶淳二教授開發出光色較純的藍色磷光材料FK306（圖四），放射波長為454 nm，元件效率可以達到16.1 lm/W，CIEx,y色度座標為(0.16, 0.25)，光色有顯著的改善，但是效率仍有進步的空間（表四）。
圖三、文獻上效率優異的藍色磷光元件及材料
另外，UDC在2012年SID發表目前藍色磷光材料的規格（表六，結構無從得知），相較於其他磷光材料，藍色磷光材料之壽命…… 以上內容為重點摘錄，如欲詳全文請見原文
作者：林晉聲 /工研院材化所