第9章有机电致发光显示

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固体发光讲义 - 第九章有机物的电致发光

第九章有机薄膜电致发光9-1 有机分子的光致发光9-1-1 有机分子的能级有机物的一种最主要的组分是碳氢化合物。

那些碳原子间具有双键或三键的有机物，即所谓未饱和碳氢化合物，通常都有较强的光致发光(PL)。

这些有机分子都有π键,它的激发态和发光关系密切。

具有双键的分子，如芳香族碳氢化合物(即苯系化合物，包括各种染料)，多烯类(polyenes)，核酸(nucleic acid)，氨基酸(amino-acid)等等以及某些高分子。

它们的π键在发光中占有重要的地位。

原子组成分子时，s 电子互相形成σ 键，p 电子则形成π键。

分子在基态时，电子都成键。

不论是σ 键或π键，都有自旋相反的两个成键电子，其总自旋为零(S=0) 。

因此成为单态，通常记为S 0（图9-1）。

当一个电子被激发，如其自旋不变，即仍有总自旋S = 0，激发态亦为单态，以S S S 12,,3…等表示不同的单态。

如果自旋反转了，两个电子的自旋平行，则总自旋为S = 1，那就成了三重态：T T T 12,,3…（有人也把T 态叫做三线态。

实际上，T 态是简并的，即三个态的能量相等，因而一般表现为一条线。

只有在一定条件下，T 态才会分裂，从而在光谱上出现两条线或三条线。

所以还是称为三重态比较合适）。

根据自旋选择定则，单态和三重态之间的跃迁是禁戒的。

通常，三重态能级低于相应的单态，即S 1高于T 1，S 2高于T 2，……等等。

当然这不是严格的，有时也可能有S 1既高于T 1又高于T 2的情况。

通常激发光多半是紫外或近紫外，能量不会太大。

因此，一般最高都只激发到。

2S 图9-1 π电子能级和发光过程图9-1 给出π电子的激发和跃迁示意图。

发光多半都是从S 1跃迁回到基态。

S 2能级的发光是少有的事，因为其能量通过无辐射多声子跃迁而转移到S 1的几率极大，约为1012/秒的数量级，这一无辐射过程化学家通常称之为内转换 (Internal conversion)。

有机电致发光材料PPT课件

器件的结构类型
单层结构
介绍：在器件的阴极和阳极间，制作有一种或多种物质组成的发光层。单层器件的发光层厚度通常在100nm。
优点：制备方法简单。
缺点：
① 复合发光区靠近金属电极而靠近金属电极处缺陷多，非辐射复合几率大，而且该处的高电场容易产生发光淬灭；
② 由于两种载流子注入不平衡，载流子的复合几率比较低，因而影响器件的发光效率。
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电极材料
阴极和阳极是整个器件的支撑，电极材料是OLED 器件实现发光功能的基础，为了实现电子和空穴分别有效地注入有机材料功能层，电极与有机材料必须在能级上匹配，所以阴极应是一种低功函数材料，而阳极则应是高功函数的材料，这样的组合才能使得器件的注入能垒最低。 OLED器件的阴极：主要包括金属以及金属合金材料。由于低功函数的金属化学性能活泼，它们在空气中易于氧化，对器件的稳定性不利。因此，常把低功函数的金属和高功函数且化学性能比较稳定的金属一起蒸发形成合金阴极。 OLED器件的阳极：主要有透明导电氧化物及金属两类。
使三层功能层各行其职，对于选择材料和优化器件结构性能十分方便，是目前有机EL 器件中最常用的器件结构之一。
三层EL器件结构图
多层结构
特点：可提高OLED的发光亮度和发光效率。形式： ① 在两电极内侧加缓冲层，以增加电子和空穴的注入量； ② 为提高器件的发光效率，使用了空穴阻挡层HBL。
多层 EL器件结构图
单层EL器件结构图
双层结构
介绍：柯达公司首先提出了双层有机膜结构，有效
地解决电子和空穴的复合区远离电极和平衡载流子注入速率问题，使有机电致发光的研究进入了一个新阶段。他们的器件结构也叫DL-A型双层结构。
如果发光层材料具有空穴传输性质，就需要使用DL-B型双层结构，即需要加入电子传输层以调节载流子的注入速率，使注入的电子和空穴是在发光层处复合。特点:

有机电致发光器件(OLED)课件

OLED技术的创新与突破
提高效率和稳定性
通过材料和工艺的改进，提高OLED的发光效率和稳定性，延长使用寿命。
柔性显示技术
进一步研究柔性OLED显示技术，实现更轻薄、可弯曲的显示产品。
多功能集成
探索将触摸功能、传感器等集成到OLED显示面板中，实现更多功能。
OLED产业的发展趋势与展望
市场规模持续增长
随着OLED在更多领域的应用，市场规模将持续增长，带动产业的发展。
技术竞争加剧
随着技术的不断进步，OLED产业将面临激烈的技术竞争，促使企业加大研发投入。
产业布局优化
随着全球产业格局的变化，OLED产业将进一步优化布局，形成更加合理的产业链结构。
感谢观看
有机电致发光器件（ OLED课件
• OLED基础知识 • OLED器件结构与性能 • OLED制造工艺与设备 • OLED市场与技术发展趋势 • OLED的未来展望
01
OLED基础知识
OLED的定义与特点
总结词
OLED是一种有机电致发光器件，具有自发光的特性，能够实现高对比度、广视角、快速响应等优点。
OLED在未来的应用前景
显示器技术
随着显示技术的不断进步，OLED 有望成为下一代主流显示技术，广泛应用于电视、电脑、手机、平板等电子产品。
照明领域
OLED具有自发光的特性，可以做成柔性的照明产品，为室内外照明提供新的解决方案。
可穿戴设备
随着可穿戴设备的普及，OLED的轻薄、柔性特点使其在智能手表、健康监测器等设备上具有广阔的应用前景。
OLED技术的挑战与机遇
挑战
OLED技术的成本较高，良品率较低，且寿命相对较短，这些问题制约了OLED技术的进一步普及和应用。

有机高分子电致发光显示器件的研制

响应速度快，在ｌ０纳秒左右，适合于电视机和游戏
有机高分子电致发光材料，主要使用西安科技大学进行分子设计、合成制备的红、绿、蓝三色ＰＬＥＤ材料，如图１— ３所示。
机等各种动态图像的显示；由于采用全固体器件，可在低温、高温和震动等恶劣环境下使用，在军事、航空航天等领域应用具有特殊优势．１。。。自１９９０年
第２９卷
第１９期
甘肃科技
ＧａｎｓｕＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＴｅｅｈｎｏｌ
，ＤＺ．２９
＾ｒ０．１９
２０１３年ｌ０月
０蠡ｃ．２０１３
有机高分子电致发光显示器件的研制
于其他光电显示技术而言，高分子有机电致发光显示具有主动发光、可视角度宽，色彩更加丰富和鲜艳，大大提高了视觉效果；工作电压较低，采用电压驱动，实现低功耗，特别适合手机、ＭＰ４等移动显示终端产品应用；轻薄，便于携带，厚度约是液晶显示器的１／３，是当今世界上最轻便的显示器板；由于无
剑桥大学首次制成ＰＬＥＤ显示器件之后，尤其是在
２０１０年以后，全球又一次掀起了ＯＬＥＤ／ＰＬＥＤ研究
和开发的热潮，有超过１４０多家企业及研究机构涉足ＯＬＥＤ／ＰＬＥＤ相关研发和生产，并且囊括了几乎
指标均已达到或接近国内外同类产品的技术水平。
关键词：高分子电致发光显示；旋涂；发光效率；亮度

有机电致发光器件(OLED) 的结构和发光机理

摘要OLED 具有全固态、主动发光、高对比度、超薄、低功耗、无视角限制、响应速度快、低电压直流驱动、工作温度范围宽、易于实现柔性显示和3D 显示等诸多优点，将成为未来20 年最具“钱景”的新型显示技术。

同时，由于OLED 具有可大面积成膜、功耗低以及其它优良特性，因此还是一种理想的平面光源，在未来的节能环保型照明领域也具有广泛的应用前景。

本文将系统介绍OLED的发展背景、发展史、制备及应用，介绍了有机电致发光器件(OLED) 的结构和发光机理。

典型的传统OLED是生长在透明的阳极例如ITO玻璃上的，发射出来的光是由最底层衬底透出，这使得它与其他电子元件如硅基显示驱动器的集成变得非常复杂。

因此，理想的做法是研发一种OLED，其光的发射由器件顶部的透明电极透出。

重点介绍一种具有阴极作为底层接触层，阳极ITO薄膜作为顶部电极的表面发射型或者说有机“反转”的LED(OILED)。

介绍了该器件的制备工艺，对该OILED的I一V特性及EL谱进行了测试，发现与传统的OLED相类似，而工作电压有所升高，效率一定程度上降低。

为了进一步改善器件性能，我们对器件增加了保护层(PL)，研究了PL对OILED器件性能的影响。

最后概述了器件的技术进展和应用前景, 并展望了未来OLED 发展的方向。

关键词：有机电致发光器件，有机反转电致发光器件，发光机理，保护层（PL）,阳极ITO 薄膜AbstractOLED has a solid state, self-luminous, high contrast, ultra-thin, low power consumption, viewing angle, fast response, low-voltage DC drive, the operating temperature range, easy to implement many of the advantages of flexible displays and 3D displays future20 years of the most "money scene" of the newdisplay because OLED has a large-area film, low power consumption, and other fine features, so an ideal plane light source, also has broad application prospects in the future of energy saving lighting in the area. In this paper, the systematic introduction of OLED development background, history of the development, preparation and application, the structure of the organic electroluminescent devices (OLED) and the luminescence mechanism.Typical traditional OLED is growth in transparent anode ITO glass, for example, the light is emitted by bottom gives fully substrate, this makes it and other electronic components such as that the integration of the silica based drive become very complex. Therefore, the ideal way is developing a OLED, its light emission from the top of the device gives fully transparent electrodes. Focuses on a cathode as the bottom contact layer, the anode of ITO films as the top electrode surface emission or organic LED of the "reverse" (OILED). Of the device preparation process, the OILED I-V characteristics and EL spectra of the test, found that similar to the conventional OLED, the working voltage was increased efficiency to a certain extent on the lower. To further improve the device performance of the device to increase the protective layer (PL), PL OILED device performance. Finally an overview of the technical progress and prospects of the device, and looked to the future OLED, the direction of development.Keywords:Organic Electroluminescent Devices,Organic reverse electroluminescent devices, Luminescence mechanism,Protective layer (PL), the anode of ITO films.目录摘要 (I)Abstract........................................................... I I 目录.............................................................. I II 1.绪论.. (1)1.1课题背景 (1)1.2 OLED技术的发展概况 (2)1.2.1 全球OLED发展史 (4)1.2.2 中国OLED发展状况 (5)1.2.3 OLED的应用 (6)1.2.3 OLED的制备 (6)2.有机电致发光器件 (8)2.1 引言 (8)2.2 有机电致发光器件 (8)2.3 有机电致发光器件的结构 (9)2.4 OLED发光机理 (10)2.5 我国发展OLED产业存在的问题及发展趋势 (13)2.5.1 存在的问题 (13)2.5.2 发展趋势 (14)2.6 结论及建议 (14)3.有机反转电致发光器件 (16)3.1 引言 (16)3.2 器件制备工艺 (17)3.2.1 基片的清洗及表面处理 (17)3.2.2 阴极的蒸镀 (17)3.2.3 有机层的成膜 (18)3.2.4 阳极的溅射 (18)/ PVK:TPD/PTCDA/ITO结构的有机反转电致发光器件的研究3.3 Si/Al/Alq3 (19)3.3.1 OILED的I一V特性及亮度测试 (19)3.4 保护层(PL)对器件性能的影响 (26)3.4.1 PL厚度对器件j一V特性的影响 (26)的影响 (28)3.4.2 PL对器件的最大驱动电流Im ax的影响 (28)3.4.3 PL对器件外量子效率qe3.4.4 PL对EL发射谱的影响 (29)3.4.5 顶电极(阳极)面积对载流子注入效率的影响 (30)3.4.6 PL层对器件最表面状态的影响 (31)4.OLED与OILED的特性及存在的问题 (32)4.1 与目前占主流地位的CRT及LCD技术相比，OLED与OILED具有以下更多的优点: (32)4.2 与OLED相比OILED的不同 (34)4.3 OLED与OILED 急待解决的问题和未来发展趋势 (34)结论 (37)5.致谢 (38)6.参考文献： (39)1.绪论1.1课题背景信息显示是信息产业的核心技术之一, 而信息显示技术及显示器件多种多样, 到目前为止，有四种发光物理机制完全不同的固态场致发光形式。

有机电致发光介绍

(2) 亮度大、效率高； (3) 直流驱动电压低、能耗少，可以和集成驱动
电路相匹配； (4) 制作工艺简单并且成本低； (5) 可实现超薄的大面积平板显示，响应速度快，
视角大，全固化，抗震性能好，工作温度范围广； (6) 良好的机械加工性能，容易做成不同形状。
最早有机电致发光的报导
是Bernanose等人在蒽单晶片的两侧加400 V直流电压时观测到的发光现象。
有机电致发光材料与技术
主要内容
第一章绪论第二章光致发光及电致发光的基本知识第三章电致发光的器件结构与器件物理第四章有机电致发光的主要辅助材料
主要内容
第一章绪论第二章光致发光及电致发光的基本知识第三章电致发光的器件结构与器件物理第四章有机电致发光的主要辅助材料
电致发光的发展历程
由于单晶厚度达10－20 m，所以驱动电压较高。
由于蒽单晶作为电致发光材料难以获得大面积及更低电压下的发光，并且发光器件的效率也极低，有机电致发光在当时并没有引起科研工作者的注意。
N
1987年，以邓青云博士(Dr. Ching W. Tang) 为首的 Eastman Kodak公司研究团队, 以芳香二胺(TPD)作为空穴传输层，以Alq3作为发光层，稳定的低功函材料 Mg:Ag 合金作为阴极，研制出驱动电压 10V、亮度>1000 cd/m2和效率1.5lm/W的有机电致发光器件。
后来，Heeger小组又研制出基于柔性衬底的聚合物有机电致发光器件,器件在2～3 V下就可以发光，量子效率大于1％。这种塑料基聚合物有机电致发光器件可以卷曲和折叠而不影响器件的发光性能。从此对有机电致发光器件的研究开始向纵深方向发展。

有机电致发光器件(OLED)

1、有机电致发光显示器件的发展简史
2、有机电致发光显示器件的构造原理
有机电致发光器件
3、有机电致发光显示器件的发光机理 4、有机电致发光显示器件的制作材料 5、有机电致发光显示器件的驱动方式
6、有机电致发光显示器件的彩色显示
7、有机电致发光显示器件的前沿技术
1
有机电致发光显示器件的发展
➢ 1963年 New York Univ.的Pope等第一次发现有机材料单晶蒽的电致发光现象。
➢ 成膜性和热稳定性良好，不易结晶。
5
有机电致发光显示器件的驱动方式
直流驱动：
多层器件结构
3
有机电致发光显示器件的发光机理
➢ 小分子OLED ➢ 聚合物OLED（也称为PLED） ➢ 镧系有机金属OLED（也叫稀土OLED）
e
复合
eh
光发射
h
金属阴极有机层
DC 电源
透明阳极衬底
e
A
h h
阳极
e e e
C
e
h h h
qbi = qVh bi
有机
阴极
层
有机电致发光过程通常由以下几个阶段完成： 1) 载流子的注入。在外加电场的条件下，电子和空穴分别从阴极和阳
4
有机电致发光显示器件的制作材料特性
➢ 具有良好的空穴传输特性，即空穴迁移率高；
➢ 具有较低的电子亲和能，有利于空穴注入；
空穴传 ➢ 激发能量高于发光层的激发能量；
输材料： ➢ 不能与发光层形成激基复合物； ➢ 具有良好的成膜性和较高的玻璃化温度，热稳定性好，不易结晶。
➢ 具有高效率的荧光量子效率； ➢ 具有良好的化学稳定性和热稳定性，
➢ 1997年，Princeton Univ. Forrest S R的小组发现磷光的有机电致发光材料，使得有机电致发光器件的内量子效率可能到达100％。

有机电致发光材料及器件导论

有机电致发光材料及器件导论1. 电致发光(EL):发光材料在电场作用下，受到电流和电场的激发而发光的现象，是一个将电能直接转化为光能的一种发光过程(非热转换即不是通过热辐射实现的)。

2. FED,PDP,LCD都存在问题，不能满足时代需求，所以研究更为高效的有机电致发光器件(OLED)。

OLED特点:材料选择有机物，高分子，因而选择范围宽;驱动电压低;发光亮度和发光效率高，发光视角宽，相应速度快;器件可弯曲，不受尺寸限制，分辨率高等。

3. 基态:分子的稳定态即能量最低状态;激发态:被激发后，分子的电子排布不遵循构造原理。

激发态分子内的物理失活:辐射跃迁和非辐射跃迁。

而辐射跃迁:释放光子而从高能激发态失活到低能基态的过程。

导致电子运动轨道界面减少;在势能面上跃迁是垂直发生的。

4. 有机半导体:在外电场作用下，电子和空穴在LUMO和HOMO间的跳跃产生电流。

而掺杂半导体中的载流子浓度大于本征半导体(电子和空穴浓度相同)，所以导电性更好5. 直流注入式有机电致发光:在有机EL器件的两端电机上加上直流电源，通电后发光器件受电激发的作用而发光的现象。

过程:载流子注入，载流子传输，电子和空穴碰撞形成激子(激子是彼此束缚在一起的电子和空穴对)，激子辐射退激发发出光子。

6. 单线态激子是总自旋为0的激发状态;注入的电子和空穴形成的单线态和三线态激子的比例正比于其状态数，有机电致发光的量子效率最大为25%;Forster能量转移:能量从主体向掺杂材料的传递方式，能在较远距离内实现，为单线态激子;Dexter能量转移:只能在紧邻分子间实现，为三线态激子。

7. 单层器件:单层有机薄膜被夹在ITO阴极和金属极之间，形成的是单层有机电致发光器件。

但是单层器件的载流子的注入不平衡，器件发光效率低。

三层器件是目前OLED中最常用的一种。

在实际的器件中，在发光层往往采用掺杂的方式提高器件性能8. 器件制备过程:刻蚀好的ITO玻璃—清洗—臭氧/氧等离子体处理—基片置于真空腔体—抽真空—蒸发沉积有机薄测试表征膜和阴极—取出器件并封装—9. 有机小分子发光器件通常用真空蒸发沉积的方法制备构成器件的薄膜，整个过程要在真空腔内完成(真空度高于10^-4Pa)。

有机电致发光器件简介

空穴注入层通常由宽带隙半导体材料组成，如二氧化硅（SiO2）或氮化硅（Si3N4），这些材料能够有效地将正电荷注入到空穴传输层中。
空穴传输层
总结词
空穴传输层负责传输空穴到发光层。
详细描述
空穴传输层通常由有机材料组成，如多苯基小分子或聚合物，这些材料具有较高的空穴迁移率，能够有效地将空穴传输到发光层。
度的显示效果。
THANK YOU
多色与高分辨率有机电致发光器件研究进展
多色与高分辨率有机电致发光器件是未来发展的重要趋势之一，其研究进展主要集中在彩色显示和高分辨率显示两个
方面。
在彩色显示方面，研究者通过合成不同颜色的发光材料和精细的掺杂技术，实
现全色显示和多色动态显示。
在高分辨率显示方面，研究者采用高精度印刷和纳米光刻技术，制备高分辨率的像素电极和功能层，从而实现高清晰
照明应用
总结词
有机电致发光器件具有高效、环保、可弯曲等优点，在照明领域具有广阔的应用前景。
详细描述
有机电致发光器件的发光效率高，能够实现高效照明，同时其环保无汞的特性符合绿色照明的趋势。此外，有机电致发光器件还可以制成柔性照明产品，如柔性灯带、可折叠灯具等，具有广泛的应用场景。
生物成像与传感应用
热活化延迟荧光材料的发光寿命较长，且具有较高的发光效率，因此在有机电致发光器件中具有广阔的应用前景。
04
有机电致发光器件的应用
显示应用
总结词
有机电致发光器件在显示领域具有高对比度、宽色域、低能耗等优势，被广泛应用于电视、显示器、广告牌等显示设备。
VS
详细描述
有机电致发光器件通过电流激发有机材料，产生可见光，具有自发光的特性，无需背光源，因此可以实现高对比度和宽色域的显示效果。同时，有机电致发光器件的能耗较低，能够降低显示设备的运行成本和维护成本。

有机电致发光器件简介 ppt课件

❖ UV- OLED: Optical Sensor and detector
❖ IR- OLED: Optical Communication
用于显示和照明OLED产品
31-inch OLED TV prototype (Samsung，2005)
有机微显示器件
• 800 lines/inch，30 line/mm; • 硅CMOS驱动，4V工作电压;
LiF
3.4
10750 6609 13710 8452
Maximum PE
(lm/W)
0.7 0.4 1.1 0.8
功率效率电子传输 – Alq3:MnO器件>Alq3器件电子注入 - MnO器件>LiF器件
微腔OLED能有效提高色纯度和效率
Principle of tandem OLED with p-n junction CGL
插入空穴传输层，电子在界插入电子传输层，空穴在界
面处被阻挡并积累，而空穴面处被阻挡并积累，而电子
容易注入发光层，电子和空容易注入发光层，电子和空
穴在界面处复合
穴在界面处复合
OLED三层结构
HTL EML
阴极
ETL
ITO
电子受到空穴传输层的阻挡，空穴受到电子传输层的阻挡，使电子与空穴限制在发光层中，提高电子与空穴复合的几率
traps
OLED结构的优化设计
OLED的结构设计 --------优化器件性能
设计原则：载流子注入平衡、传输平衡
各功能层能级匹配
单层结构：
阴极
电子与空穴的注入势
垒迁移率与空穴的迁移
率接近
OLED双层结构
阳极
HTL EML

有机电致发光器件工作原理

有机电致发光器件工作原理1.1 有机材料的电子跃迁过程有机电致发光的发光机理：在外电场作用下，空穴和电子分别注入到有机材料中，在有机层中相遇复合形成激子，释放出能量，同时将能量传递给有机发光材料的分子，使其从基态跃迁到激发态，由于激发态很不稳定，受激分子发生辐射跃迁从激发态回到基态产生发光现象。

一般将有机物质分子的状态分为基态与激发态。

基态是指分子的稳定态，即能量最低状态，其分子中的电子的排布完全遵从能量最低原理，泡利不相容原理和洪特规则。

激发态是指物质分子受到光或其他的辐射使其能量达到一个更高的值时，变为一个不稳定的状态，被激发后称分子处于激发态。

通常将分子的不稳定的存在状态用单重态S表示,基态单重态用S0表示，三重激发态用T1表示。

当有机分子被激发时，分子处于激发单重态，依据它们能量的高低表示为S1、S2、S3。

在电致发光的过程中，单重态激子和三重态激子被认为是同时产生的。

其中荧光是电子从最低单重激发态到基态的跃迁发光，这种现象又称为电致荧光。

电子从最低三重态回到基态的跃迁产生的发光称为磷光。

但在室温下，从最低三重激发态回到基态的电子跃迁产生的发光是极微弱的，其能量绝大部分以热的形式损失掉了，所以这个过程被认为是无辐射过程。

图1.1为有机材料分子内部电子的主要跃迁过程：a过程：从S0—S1、S2是在外界激励下发生跃迁；f过程：从S1—S0是以辐射的形式发射了光子产生了荧光；P过程：从T1—S0是一个辐射跃迁的磷光发光；从S2—S1是通过内转换过程（IC）；从S1—T1是通过系间内转换过程（ISC），且S1发生了自旋反转；从S2—S0是辐射跃迁的荧光发光。

图1.1 电致发光能级图1.2有机电致发光器件的结构有机电致发光器件常见的器件结构：OLED器件多采用夹层式三明治结构：由一薄而透明具有半导体性质的铟锡氧化物(ITO玻璃)透明电极为正极与低功函数的金属为阴极如同三明治般将有机材料层夹在其中，有机材料层包括发光层(EML)、空穴传输层(HTL)、与电子传输层(ETL)。

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第9章有机电致发光显示
6
电子纸目前最主要的一种应用是电子书阅读器(E-Book Reader) ，这是一种以电子纸为核心部件的便携式电子设备，用于阅读电子图书报刊。电子纸还可广泛用于广告牌、信用卡、会员卡、钟表、电子标签、各种指示器、医疗器械以及数码相框、手机等便携式消费产品；此外，电子纸目前的市场定位虽不是要取代液晶显示器，但随着高亮度、高分辨率和高响应速度全彩色电子纸技术的发展，其应用将很有可能会扩展到电脑显示器、电视机等更庞大的应用领域。显然，巨大的商机正在推动着电子纸技术更快速的发展，电子纸技术的发展速度和应用范围也许比人们原来预想的要快得多和宽得多。
第9章有机电致发光显示
7
电子纸的特性
◇反射型显示材料与更高的易读性
我们能够看到纸上的内容是因为它将环境光反射到我们的眼睛里：白色部分反射了大量的环境光；而黑色文字(油墨)则吸收了大量光线，使得文字部分反射光相对非文字部分大量减少，因此在我们眼睛里就形成了“ 白底黑字”的感觉。纸张的特点是通过反射环境光来显示内容且光反射高达65%，可获得较高的亮度、对比度和可视视角(接近180°)。
第9章有机电致发光显示
11
Gyricon的核心部分是一片看上去与普通纸张类似的透明胶片，但是在胶片里面分布了高达百万计的直径在100微米左右大小的带电小球。每个小球的一面涂上了带负电黑色涂料，另一面涂上带正电的白色涂料。这些小球被密封在透明的充满润滑油的硅胶片中。在硅胶片的表面构造了类似液晶TFT一样的电路，能够按照需要在不同的位置施加正电压或者负电压。这样内部泡在润滑油中的带电小球就会在电场的作用下发生旋转，选择性的将黑色或者白色部分翻转出来，在宏观上形成需要显示的文字或者图案。
8
◇便携设备对功耗要求异常敏感
现在人们越来越看重便携设备，但是由电池供电的各
种便携设备都面临着续航能力的问题，所以要想在这
个领域有所作为必然要满足两个条件：低电压与低功
耗。也正因如此，电子纸一般都采用功耗非常低的“
双稳态显示技术”。
所谓的“双稳态显示器件(Bistable Display)”，就是
深究下去就会发现，按照光产生的方式，电子显示介质可以分为两种类型，一种是依靠自身光源显像的“发散型”(例如LCD显示器)，另一种是利用环境光显像的“反射型”(电子纸)。而前面纸张的例子告诉我们，反射型电子显示材料要具有更高的阅读舒适性，而电子纸就是这样一“亮”与“暗”两种稳定显示状态，且在
没有外加电压时能保持其显示内容不变。通俗来讲，
就是双稳态显示可以在低耗电或 “零功耗”的情况下
保持或“记忆”显示内容，只在更新显示内容时加载
瞬间的驱动电压。第9章有机电致发光显示
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◇高亮度、彩色和动态显示亮度和对比度是决定电子纸易读性的关键因素，所以高亮度和高对比度毫无疑问将是电子纸技术发展的一个重点。彩色显示具有更丰富、更逼真的视觉效果，高品质的彩色电子纸无疑具有更强的竞争力和更大的市场需求，众多的厂商和研究机构目前都在争先恐后地努力跨越电子纸彩色化显示的技术难关。动态显示是电子纸获得更广泛应用的前提，所以各种新型电子纸技术都在尽力突破响应速度的瓶颈，以实现动态影像的显示。
张一样轻薄、可卷绕或折叠以便于携带。目前柔性电子纸可采用塑料、薄型金属和超薄玻璃基板等。柔性
电子纸在整体结构上一般可分为“前板”(Front
Plane)和“后板”(Back Plane)两部分，前板主要指
电子纸外层的显示介质部分，后板则主要是指电子纸
的驱动电路部分。第9章有机电致发光显示
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亚马逊Kindle电子书
介；但纸张上印刷的内容一旦成型便不能更改，而现代电子显示技术的发展让大家看到了电子显示介质在 “信息可刷新特性”方面明显优于传统纸张的事实。
其实早在30多年前就有科学家提出了“电子纸”的概念，时至今日，电子纸技术已有了长足的发展，并
在很多领域开始得到应用。从目前的趋势来看，也许在不久的将来电子纸就会融入大家的工作、学习和生
Gyricon中小球在电场变化时发生旋转
第9章有机电致发光显示
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而当Gyricon断开电源，已经旋转到位的小球便保持之前的旋转排列方式，宏观上就将显示内容保存下来，像杂志一样长时间稳定显示。下图中就是 Gyricon技术最早的验证模型：在一小片夹有带电双色小球的硅胶片下方安置一片透明的X形状的电极。当电极通电后，我们就看到了X的图案。
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电子纸的前世今生
最早的电子纸被称为“Gyricon”，诞生于 1970年声名显赫的施乐palo alto研究中心 (简称PARC)——这里可是激光打印机、面向对象编程技术、计算机图形界面等众多影响20世纪历史发展进程的重大技术的诞生地。在2000年新世纪到来的时候， PARC发布了Gyricon的样品，宣告这项新显示技术全面进入市场。
第9章有机电致发光显示
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Amazon Kindle（亚马逊）不仅打开电子书阅读器市场，也奠定电子纸在电子书应用上的主流显示技术地位。
由于无需背光模块构造，因此 Kindle1次充电可使用90小时，或翻页10,000次。
即使1天阅读时间超过12小时， Kindle亦可连续使用超过1星期而不需充电。
活当中……
第9章有机电致发光显示
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何为电子纸？
电子纸的学名叫做Electronic Paper(简称E-Paper)，也称数字纸(Digital Paper)、类纸显示器(Paper-Like Display)，是一种视觉效果与纸张相似的电子显示装置，具有易于阅读、便于携带和低功耗等特性。采用柔性基板材料制造出来的柔性电子纸，能够像纸
第9章电子纸和有机电致发光显示OLED
提
纲
一、电子纸和有机电致发光显示发展历程二、有机/聚合物电致发光器件的结构三、OLED的工作原理四、OLED制作材料五、OLED的工作特性六、OLED的制作工艺七、OLED的驱动技术八、新型OLED显示技术
第9章有机电致发光显示
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电子纸
两千多年前我们的祖先发明了造纸术，此后纸张就一直是人们用于记录、传播和交流信息最重要的一种媒