电致发光及场致发光器件(OLED).
电致发光
5个阶段。
有机电致发光过程通常包括以下5个阶段。
1) 载流子的注入：在外加电场作用下，电子和空穴分别从
阴极和阳极注入到夹在电极之间的有机功能薄膜层。
2) 载流子的迁移：注入的电子和空穴分别从电子传输层和
空穴传输层向发光层迁移。
3) 载流子的复合：电子和空穴结合产生激子。
4) 激子的迁移：激子在电场作用下迁移，将能量传递给发
2)发光强度
发光强度的单位是cd·m-2，表示每平方 米的发光强度。发光强度一般用亮度计 来测量，通过测量被测表面的像在光电 池表面所产生的照度即可获得，因为这 个像面照度正比于物体亮度，且不随物 体距离的变化而变化。
3)发光效率
有机EL的发光效率可以用量子效率、功率效率和流明 效率三种方法表示。量子效率ηq是指输出的光子数Nf 与注入的电子空穴对数Nx之比。
光分子，并激发电子从基态跃迁到激发态。
5) 电致发光：激发态能量通过辐射失活，产生光子，释放
能量。
评价OLED的一些主要参数
一般来讲，有机EL发光材料及器件的性 能可以从发光性能和电学性能两方面来 评价。发光性能主要包括发射光谱、发 光亮度、发光效率、发光色度和寿命； 电学性能主要包括电流与电压的关系、 发光亮度与电压的关系等。这些都是衡 量有机EL材料和器件性能的重要参数， 对于发光的基础理论研究和技术应用极 为重要。
更加独特的是，OLED产品可实现软屏。
OLED还有工作温度范围宽、低压驱动、 工艺简单、成本低等优点。
在制造上，由于采用有机材料，可以通 过有机合成方法获得，与无机材料相比 较，不仅不耗费自然资源，而且还可以 通过合成新的更好性能的有机材料，使 OLED的性能不断地向前发展。
几种显示技术的比较
几种常见显示技术的比较平板显示器件包括液晶显示器件(LCD)、等离子体显示器件(PDP)、发光二极管显示器件(LED)，场发射显示器件(FED )、表面传导发射显示器件(SED )、无机电致发光器件(IOEL)、有机电致发光器件(OLED ) 等。
下面就其中的几种做简要的介绍。
1、液晶显示器件(LCD )液晶显示器件是液晶应用的主体，发展很快。
液晶显示器的优缺点:（1)结构和产品体积。
传统显示器由十使用CRT，必须通过电子枪发射电子束到屏幕，因而显像管的管颈不能做得很短，当屏幕增加时也必然增大整个显示器的体积。
液晶显示器通过显示屏上的电极控制液晶分子状态来达到显示目的，即使屏幕加大，它的体积也不会成正比的增加(只增加尺寸不增加厚度所以不少产品提供了壁挂功能，可以让使用者更节省空间)，而且重量上比相同显示面积的传统CRT显示器要轻得多。
同时液晶显示器由十功耗只在十电极和驱动IC上，因而耗电量比传统CRT显示器也要小得多。
（2)辐射和电磁波干扰。
传统CRT显示器由十采用电子枪发射电子束，在打到屏幕上后会产生辐射，尽管现有产品在技术上有很大的提高，把辐射损害降到最小，但不可能根除。
在这一点上，液晶显示器具有先天的优势，它根本没有辐射可言。
至十电磁波的干扰，液晶显示器只有来自驱动电路的少量电磁波，只要将外壳严格密封即可排除电磁波外泄，而传统CRT显示器为了散热，不得不将外壳钻上散热孔，所以电磁波干扰就不可避免了。
所以液晶显示器也被称为冷显示器或环保显示器。
（3)平面直角和分辨率。
液晶显示器一开始就使用纯平面的玻璃板，其平面直角的显示效果比传统显示器看起来好得多。
不过在分辨率上，液晶显示器理论上可提供更高的分辨率，但实际显示效果却差得多。
而传统显示器在较好显卡的支持下达到完美的显示效果。
（4)显示品质。
传统显示器的显示屏幕采用荧光粉，通过电子束打击荧光粉显示，因而显示的明亮度比液晶的透光式显示(以口光灯为光源)更为明亮，在可视角度上也比液晶显示器要好得多。
电致发光的原理
电致发光的原理电致发光（Electroluminescence，简称EL）是一种通过电场激发材料来发光的现象，它是一种重要的发光原理，被广泛应用于发光二极管（LED）、有机发光二极管（OLED）等光电器件中。
电致发光的原理是通过外加电压使材料内部的电子和空穴复合而产生光辐射，下面我们就来详细了解一下电致发光的原理。
首先，我们需要了解的是电子和空穴的概念。
在半导体材料中，电子和空穴是载流子的两种形式。
当半导体材料被激发时，电子会跃迁到导带中，留下一个空穴，这个空穴可以被看作是一个正电荷。
当电子和空穴再次结合时，就会产生能量释放，这种能量释放就是光辐射。
其次，电致发光的原理与材料的能隙密切相关。
能隙是指固体中价带和导带之间的能量差，当电子从价带跃迁到导带时，就需要克服这个能隙。
在电致发光的材料中，能隙的大小决定了电子和空穴复合时释放的光的波长。
通常情况下，能隙越小的材料释放的光的波长越长，能隙越大的材料释放的光的波长越短。
另外，电致发光的原理还与材料的内部结构有关。
在一些特殊的材料中，当外加电压作用于材料时，会在材料内部形成电子和空穴的复合区域，这个复合区域就是发光的源头。
通过合理设计材料的内部结构，可以实现高效的电致发光效果。
此外，电致发光的原理还与外加电压的大小和频率有关。
在实际的电致发光器件中，外加电压的大小和频率会直接影响电子和空穴的复合速率，从而影响发光的亮度和稳定性。
因此，合理控制外加电压是实现稳定、高效电致发光的关键。
总的来说，电致发光的原理是通过外加电压激发半导体材料内部的电子和空穴复合而产生光辐射。
这一原理已被广泛应用于LED、OLED等光电器件中，为人们的生活和工作带来了诸多便利。
随着材料科学和电子技术的不断发展，相信电致发光技术将会有更广阔的应用前景。
oled发光原理
oled发光原理OLED是指在电场驱动下，通过载流子注入和复合导致发光的现象。
其原理是用ITO玻璃透明电极和金属电极分别作为器件的阳极和阴极，在一定电压驱动下，电子和空穴分别从阴极和阳极注入到电子和空穴传输层，然后分别迁移到发光层，相遇形成激子使发光分子激发，后者经过辐射后发出可见光。
辐射光可从ITO 一侧观察到，金属电极膜同时也起了反射层的作用。
OLED的工作原理是：在一定电场驱动下，电子和空穴分别从阴极和阳极注入到电子传输层和空穴传输层，并在发光层中相遇，形成的激子最终导致可见光的发射。
（二）OLED器件特点1、全固态器件，可实现柔软显示2、工艺简单，成本低3、高亮度，低能耗4、使用温度范围广，抗震能力强5、响应速度快，动态画面质量高6、主动发光，无视角问题7、重量轻，厚度薄有机发光显示技术由非常薄的有机材料涂层和玻璃基板构成。
当有电荷通过时这些有机材料就会发光。
OLED发光的颜色取决于有机发光层的材料，故厂商可由改变发光层的材料而得到所需之颜色。
有源阵列有机发光显示屏具有内置的电子电路系统因此每个像素都由一个对应的电路独立驱动。
OLED具备有构造简单、自发光不需背光源、对比度高、厚度薄、视角广、反应速度快、可用于挠曲性面板、使用温度范围广等优点，技术提供了浏览照片和视频的最佳方式而且对相机的设计造成的限制较少。
要理解OLED的自发光，就必须不得不提到LCD。
LCD跟OLED 是目前主流的两种显示技术，LCD依靠LED/CCFL背光源发光，而OLED则是主动发光。
可以形象理解为OLED屏幕每个像素点都是一个小灯泡，而LCD则是百叶窗后面放几个大灯泡。
LCD可以在几百上千个分区内进行控光，而OLED相当于拥有几百万、甚至上千万的像素级灯管，控光能力当然不是一个数量级。
OLED是指有机发光二极管，或称为有机电致发光器件。
原理很简单，人们很早就发现将某种有机材料（小分子的或者聚合物的）夹在正负电极之间，当施加电压并有电流流过时，该有机材料就会发光，当选择不同的有机材料，就会获得不同的发光色，从而可以制作彩色显示屏。
OLED有机电致发光材料与器件
1、有机材料中载流子输运（纵波、孤子）P16~P17与无机半导体或单晶材料不同的是，有机半导体中并没有延续的能带，有机半导体的结构中都会有去定域化的π电子，这些电子比较自由，但也只被局限在分子之内，因此，跳跃式的理论最常被用来说明电荷在有机分子间传递的现象，即在一电场的驱动下，电子在被激发或被注入至分子的LUMO能级后，经由跳跃至另一分子的LUMO能级，以达到传递的目的。
需要特别指出的是，电荷并不只是简单地以电子或空穴存在于这些有机分子中，而是带电荷的位置会伴随化学键长和结构而变形。
因此，一个电子或空穴加上变形区形成一个单位一起移动，此单位称为极化子。
有机半导体由于电子或空穴的移动往往伴随着结构的变形（核的运动），所以有机半导体中的自由电子或空穴的迁移率一般比无机半导体或金属中的低。
2、OLED结构（从能级匹配分析）P27~P29发光层（EML）、电子/空穴输运层（E/HTL）、阻隔层（BL）、电子/空穴注入层（E/HIL）、激子幽禁层（ECL）激子：在光跃迁过程中，被激发到导带中的电子和在价带中的空穴由于库仑相互作用，将形成一个束缚态，称为~。
而激子的复合导致发光。
淬灭：在这里，淬灭是指在荧光过程中，光子产生的数量在很短的时间内衰减或者消失。
PS：空穴阻隔是因为阻隔层的HOMO能级比发光层高，因此在EML和BL间会产生很大的能垒，空穴的传递会被阻挡在发光层与阻隔层的界面，增加了空穴在界面的浓度，如此可增加电子、空穴在发光层发生复合的几率。
而这些阻隔层的三重态激发态的能隙也要比发光层大，才可防止能量转移至电子输运层而消光。
3、OLED发光原理（主发光、掺杂、主客体关系）P23、P14步骤一：当施加一正向外加偏压，空穴和电子克服界面能垒后，经由阳极和阴极注入，分别进入空穴输运层（HTL）的HOMO能级和电子输运层（ETL）的LUMO能级；步骤二：电荷在外部电场的驱动下，传递至空穴输运层和电子输运层的界面，因为界面的能级差，使得界面会有电荷的累积；步骤三：当电子、空穴在有发光特性的有机物质内复合，形成处于激发态的激子，此激发态在一般的环境中是不稳定的，能量将以光或热的形式释放出来而回到稳定态的基态，因此电致发光是一个电流驱动的现象。
物体发光的原理
物体发光的原理人们常常能够看到许多物体在黑暗中发出明亮的光芒，比如夜空中的星星、照明灯、手机屏幕等。
这些物体之所以能够发光，是因为它们利用了不同的物理原理。
下面将介绍几种常见的物体发光原理。
一、热辐射发光原理热辐射发光是指物体在高温下发出的光。
根据普朗克辐射定律，发光物体的光谱分布与温度有关。
当物体被加热到足够高的温度时，其分子和原子会发生跃迁，从而释放出能量，形成不同波长的光。
这就是我们常见的热辐射发光原理。
例如，太阳是一个典型的热辐射发光体。
太阳表面的温度约为6000摄氏度，高温使得太阳表面的氢、氦等气体分子和原子发生激发和跃迁，从而释放出大量的能量，形成各种波长的光线。
这些光线经过大气层的折射和散射，最终到达我们的眼睛，让我们看到明亮的阳光。
二、荧光发光原理荧光发光是指物体在特定条件下吸收光能后，再以较长的波长发射出光。
荧光物质通常是一种具有特殊结构的化合物，其分子内部存在能级跃迁的现象。
当荧光物质受到紫外线或可见光的激发时，其分子内部的电子会跃迁到高能级态，然后再返回到低能级态，释放出能量，形成荧光。
例如，我们常见的荧光灯就利用了荧光物质的发光原理。
荧光灯的内部涂有荧光粉，当电流通过荧光灯管时，电流激发荧光粉，使其发出可见光。
荧光灯的光谱主要集中在可见光范围内，因此能够有效地照明。
三、电致发光原理电致发光是指物体在电场或电流的作用下发出光。
这种发光原理主要应用于发光二极管（LED）和有机发光二极管（OLED）等器件中。
LED是一种能够将电能直接转化为光能的器件。
当电流通过LED器件时，电子和空穴在半导体材料中复合，释放出能量，产生光子，从而发出光。
LED的发光颜色由材料的能带结构决定。
OLED是一种利用有机材料的发光原理制造的器件。
当电流通过OLED器件时，有机材料中的电子和空穴复合，释放出能量，形成发光。
OLED具有自发光、色彩鲜艳、对比度高等特点，被广泛应用于显示器、电视屏幕等领域。
电致发光及场致发光器件OLED
5.3、OLED
图5.3 柯达L633数码相机显示屏
❖ 有机发光显示器（OLED）又称有机EL，是以有 机薄膜作为发光体的自发光显示器件。
❖ 它是固体自发光器件，可适应恶劣工作环境；它 响应时间短、发光效率高、视角宽、对比度高； 它可在5V~10V的低电压下工作，功耗低，工艺简 单；制造成本低、有机发光材料众多、覆盖发光 光谱从红外到紫外，适合全彩色显示；价廉、易 于大规模生产；OLED的生产更近似于精细化工 产品，可在塑料、树脂等不同的材质上生产，产 品的机械性能好，不仅可以制造出笔记本电脑、 台式机适用的显示器，还有可能创造出墙壁大小 的屏幕、可以弯曲折叠的屏幕。人们预言，随着 规模量产的到来，OLED可以比LCD成本低20%。
▪ 低能电致发光是指某些高电导荧光粉在低能电 子注入时的激励发光现象。
5.1、高场交流电致发光显示
图5.1 ACEL结构图
❖ 交流电致发光显示是目前高场电致发光显示的主 流。ACEL结构如图5.1所示。
❖ 它是将电致发光粉ZnS:CuCl或（ZnCd）S:CuBr 混合在环氧树脂和氰乙基醣的混合物的有机介质 中，两端夹有电极，其中一个为透明电极。另一 个是真空蒸镀铝或银电极，构成一个EL。
图5.2 ACTFEL结构示意图 1金属电极；2绝缘层；3发光层；4绝缘层；5透明电极；玻璃衬底
❖ACTFEL优点是寿命长（大于2万小时）， 亮度高，工作温度宽（-55℃~+125℃）， 缺点是只有掺Mn的发光效率高，且为橙黄 色，对全色显示要求三基色研制高效的发 光材料是当今研究的课题。EL器件目前已 被应用在背光源照明上，在汽车、飞机及
OLED有机电致发光材料与器件
OLED有机电致发光材料与器件摘要本文概述了OLED的发展简史，并简单介绍了OLED有机电致发光器件的基本结构与发光机理。
此外，还对比了OLED与PLED，这两种系列材料只是材料特性和成膜方法不同，本质上却无异。
相较于LCD，OLED具有很大优势，但仍面临寿命短等技术瓶颈。
随着研发力度的加大，其技术瓶颈将会被逐渐解决，可以预见在未来的显示市场，OLED必将是绝对主流产品。
关键词：有机电致发光器件；OLED显示器OLED (Organic Light Emitting Device）全名叫做有机电致发光器件，是指有机半导体材料和发光材料在电场驱动下，通过载流子注入和复合导致发光的现象。
其原理是用ITO透明电极和金属电极分别作为器件的阳极和阴极，在一定电压驱动下，电子和空穴分别从阴极和阳极注入到电子和空穴传输层，电子和空穴分别经过电子和空穴传输层迁移到发光层，并在发光层中相遇，形成激子并使发光分子激发，后者经过辐射弛豫而发出可见光。
辐射光可从ITO一侧观察到，金属电极膜同时也起了反射层的作用。
根据这种发光原理而制成显示器被称为有机发光显示器，也叫OLED显示器[1]。
1.OLED有机电致发光显示器件的发展简史1963年New York University的Pope[2]等第一次发现有机材料单晶蒽的电致发光现象。
1982年Vincett[3]的研究小组制备出厚度0.6 蒽的薄膜，并观测到电致发光。
1987年Kodak公司的邓青云等采用了夹层式的多层器件结构，开创了有机电致发光的新的时代[4]。
1990年，英国剑桥大学Cavendish实验室的Burroghes[5]等人首次采用共轭聚合物聚对苯撑乙烯（PPV，polyphenylene vinylene)制作了高分子发光二极管，简化了制备工艺，开辟了发光器件的又一个新领域—聚合物薄膜电致发光器件。
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％。
电致发光性能实验报告
实验名称：电致发光性能实验实验时间：2023年X月X日实验地点：XX大学光电实验室一、实验目的1. 了解电致发光（EL）的基本原理和特性。
2. 学习电致发光器件的制备方法。
3. 测试并分析不同材料制备的电致发光器件的性能。
二、实验原理电致发光（Electroluminescence，EL）是指在外加电场的作用下，电子和空穴在半导体材料中复合，释放出光子的现象。
电致发光器件主要包括有机电致发光器件（OLED）和无机电致发光器件。
本实验主要研究有机电致发光器件。
有机电致发光器件由有机发光层、电子传输层、空穴传输层和电极组成。
在器件中，电子和空穴分别从电子传输层和空穴传输层注入到有机发光层，在有机发光层中复合，产生光子。
三、实验器材1. 有机发光材料：聚苯乙烯基聚乙炔（PPV）和聚（3,4-乙烯二氧噻吩）-聚（苯乙烯磺酸）（PEDOT：PSS）。
2. 电子传输材料：N,N'-二甲基-4,4'-二氰基苯并-1,3-二噻唑（6,6'-DPC）。
3. 空穴传输材料：N,N'-二苯基-N,N'-二苯基-4,4'-二氰基苯并-1,3-二噻唑（6,6'-DPC）。
4. 电极材料：银电极。
5. 基板：玻璃板。
6. 真空镀膜机。
7. 光谱仪。
8. 电致发光测试仪。
四、实验步骤1. 准备有机发光材料、电子传输材料、空穴传输材料和电极材料。
2. 使用真空镀膜机将有机发光材料、电子传输材料、空穴传输材料和电极材料依次镀在玻璃板上，形成器件结构。
3. 将制备好的器件放入光谱仪中，测试器件的吸收光谱和发射光谱。
4. 将制备好的器件放入电致发光测试仪中，测试器件的电致发光性能，包括亮度、电流密度、电压、外量子效率等。
五、实验结果与分析1. 吸收光谱和发射光谱实验结果显示，有机发光材料PPV在吸收光谱中有一个较强的吸收峰，位于520nm左右；发射光谱中有一个较强的发射峰，位于660nm左右。
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。
OLED器件结构与发光机理解读
OLED器件结构与发光机理解读OLED（Organic Light Emitting Diode）是一种有机发光二极管，利用有机半导体材料在电场作用下产生电致发光的现象。
OLED器件具有以下结构：有机发光层、阳极、阴极和电荷传输层。
OLED器件的结构非常简单，由多层有机材料和金属电极构成。
在这些层的相互作用下，电子和空穴在有机发光层中复合，生成光子而发光。
阳极（正极）是由透明导电材料制成的，通常使用氧化铟锡（ITO）薄膜；阴极（负极）则是由有良好导电性能的金属材料制成，如铝（Al）或钙（Ca）。
电荷传输层（Charge Transport Layer）的作用是传输电子和空穴至发光层。
OLED器件中最重要的是有机发光层，它是由有机半导体材料构成的。
有机半导体分为电子传输材料和空穴传输材料两种。
在有机发光层中，电荷从阳极和阴极注入，分别由电子传输材料和空穴传输材料载流。
当电子和空穴在发光层内相遇时，通过复合过程会释放能量。
这种能量释放过程很特殊，充满了奇妙的物理现象，被称作电致发光。
OLED器件的发光机理可用头肩模型（TADF）来解释。
头肩模型认为，在有机发光层中存在一些分子能级相近的激发态能级与基态能级之间的跃迁。
这种能级跃迁发生时，光子会以电致发光的方式释放出来。
头肩模型解释了头肩效应的产生原因和机制，也为OLED器件的设计和性能改进提供了理论依据。
OLED器件的发光机理还可以通过能带理论来解释。
有机半导体在外加电场的作用下，形成了空穴和电子输运层及其价带和导带。
空穴在阳极处注入，电子在阴极处注入，经发光层的输运而相遇发生复合，导致释放出光子。
不同有机发光材料的能带结构不同，所以对应的电致发光机理也有所不同。
总之，OLED器件的结构与发光机理解读可以简单概括为：通过有机发光层中电子和空穴的注入和复合，释放出光子产生发光现象。
通过头肩模型和能带理论的解释，我们可以了解到电致发光产生的机制，这为OLED器件的设计和性能改进提供了理论基础。
oled工作原理
oled工作原理OLED工作原理。
OLED（Organic Light Emitting Diode）有机发光二极管是一种新型的显示技术，它具有高对比度、快速响应、广视角、薄型轻便等优点，因此在智能手机、电视、显示屏等领域得到了广泛的应用。
那么，OLED是如何实现发光和显示的呢？接下来，我们将深入探讨OLED的工作原理。
首先，OLED是由有机材料构成的发光材料层、电子传输层和电子注入层组成的。
当外加电压使得正负极电子注入层和电子传输层之间形成电场时，电子传输层中的电子受到激励，从而激发发光材料层中的有机分子发生跃迁，释放出能量，产生光子，最终实现发光效果。
其次，OLED的工作原理可以分为两种类型，有机电致发光和有机电致荧光。
在有机电致发光中，电子和空穴在有机材料中复合，产生光子，从而实现发光。
而在有机电致荧光中，有机材料本身并不直接发光，而是通过激发有机材料中的荧光染料分子来实现发光。
这两种工作原理都是基于有机材料的电致发光特性，实现了OLED的发光效果。
此外，OLED的工作原理还与其内部结构密切相关。
OLED的内部结构包括阳极、有机发光层、电子传输层和阴极。
其中，阳极和阴极分别用于提供正负极电子，有机发光层和电子传输层则用于实现电子的激发和光子的发射。
这种紧密的内部结构保证了OLED能够高效地实现发光效果。
最后，OLED的工作原理也与其驱动方式有关。
OLED的驱动方式包括主动驱动和被动驱动两种。
在主动驱动中，每个像素点都有独立的驱动电路，能够实现单独控制，从而提高了显示效果和响应速度。
而在被动驱动中，多个像素点共享一个驱动电路，因此在显示效果和响应速度上会有所降低。
这种不同的驱动方式也影响了OLED的工作原理和性能表现。
综上所述，OLED作为一种新型的显示技术，其工作原理涉及到有机材料的电致发光特性、内部结构和驱动方式等多个方面。
通过深入了解OLED的工作原理，我们可以更好地理解其在显示领域的应用和发展，为未来的显示技术提供更多的可能性。
OLED简介、发光基本原理、发光材料和应用
OLED发光材料
(3)取代基中有较多的给电子基团。 一般来说,化合物的共轭体系上如果具有 强的给电子基团,如: - NH2 , - OH, - OR 等,可以在一定程度上加强化合物的 荧光,因为含这类基团的荧光体,其激发态常由环外的羟基或氨基上的电子激 发转移到环上而产生的。 由于它们电子的电子云几乎与芳环上的轨道平行, 实际上它们共享了共轭电子结构,同时扩大了其共轭双键体系。 所以这类化 合物的吸收光与发射光的波长都比未被取代的芳族化合物的波长长,其荧光 效率增加。 高分子电致发光材料
OLED发光原理
有机电致发光属于载流子双注入型发光器件， 所以又称为有机发光二级管。其发光的机理一 般认为如下：在外加电压的作用下，电子从阴 极注入到有机物的最低空轨道（LUMO），而 空穴则由阳极注入到有机物的最高占据轨道 （HOMO）。载流子在有机分子薄膜中的迁移 被认为是跳跃运动和隧穿运动，并认为这两种 运动是在能带中进行。当电子和空穴在某一复 合区复合后，形成分子激子，激子在有机固体 薄膜中不断做自由扩散运动，并以辐射或无辐 射的方式失活。当激子由激发态以辐射跃迁的 方式回到基态时，我们就观测到电致发光现象。 而发射光的颜色则是由激发态到基态的能级差 所决定的。
OLED发光材料
相关材料： •聚苯撑乙烯类( PPV) 电致发光材料：PPV 是第一个被报道用作发光材料 制备电致发光器件的高分子， 是目前研究得最多、最广泛、最深入，也被 认为是最有应用前途的异类高分子电致发光材料。 经典的PPV 材料具有不 溶与不熔的特点， 因此许多科学家都致力于通过化学改性和物理改性来设 计合成出结构、性能各异的PPV 及其衍生物， 以满足使用要求。 •聚芴类( PF) 电致发光材料：在各种有机电致发光材料中， PF 材料具有较 高的光和热稳定性， 并且芴单元是刚性共平面的联苯结构，C-9 位置可以 方便地引入各种取代基团以改善溶解性能及超分子结构， 而不会引起显著 的空间位阻而影响主链的共轭， 因而是一种具有应用前景的有机蓝光发光 共轭聚合物（共轭聚合物具有较强的光捕获能力，可用来放大荧光传感信 号 ）材料。 •聚噻吩类( PT ) 电致发光材料：PT 聚合物也是被广泛研究的一类共轭聚合 物， 聚噻吩类电致发光材料的优点在于聚噻吩及其衍生物的合成比较容易， 稳定性非常好， 在室温甚至较高的温度下可以稳定数年， 而且其导电率几 乎不变。
电致发光
有机电致发光显示器的优势
• 厚度可以小于1毫米，仅为LCD屏幕的1/3， 重量也更轻。 • 固态机构，没有液体物质，因此抗震性能 更好，不怕摔。 • 几乎没有可视角度的问题，即使在很大的 视角下观看，画面仍然不失真。 • 响应时间是LCD的千分之一，显示运动画 面绝对不会有拖影的现象。
有机电致发光显示器展望
• 人们相信只要不断加强有机电致发光材料 和器件的研究，就一定能够在新材料、新 结构和新方法上形成具有特色的研究方向 和光电信息产业，提高在有机信息功能材 料领域研究的整体水发展越来越盛，在各个 显示器技术争相竞争的同时，电致发光器 件在一些行业内也取得一定市场，特别是 近几年有机电致发光（OLED）的迅速发展， 使得电致发光在大面积平板显示，照明行 业都有很大的发展，很多人相信，OLED将 来会代替LCD成为主流显示技术，而且随 着研究投入的越来越大，OLED技术也会越 来越成熟，电致发光产品会给我们的生产 和生活带来巨大变化。
电致发光分类
• 是具有结型结构的半导体器件在电场作用 下产生的发光现象，目前比较成熟的结型 电致发光器件都具有p-n结结构, 就象半导 体二极管那样, 被称为光二极管。在它上面 加上正向偏压时, 引起电子由n区流入p区, 空穴由p区流入n区，发生了电子和空穴复 合而产生发光, 所以结型电致发光也称为注 入式电致发光。
电致发光
强鹏飞 理工学院物理系
主要内容
• 电致发光分类
• 结型电致发光 • 粉末电致发光 • 薄膜电致发光
• 电致发光器件分类
• 无机电致发光显示器 • 有机电致发光（OLED）器件。
有机电致发光器件简介
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。
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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。
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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。
有机电致发光材料及器件导论精
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玻璃一清洗一臭氧/氧等离子体处理一基片置于真空腔体一抽真空一蒸发沉积有机薄膜和阴极一取出器件并封装一测试表征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10八-4Pa）。
自发光发光原理
自发光发光原理自发光是指在不需要外界光源刺激的情况下，物体自身发出光线的现象。
自然界中有许多物质可以自发光，例如夜空中闪烁的星星、海洋中发光的生物以及火焰等。
在现代科技中，人们发现许多物质也能够自发光，例如LED灯、OLED屏幕等。
自发光的原理主要有两种：一是电致发光，二是化学发光。
电致发光电致发光是指通过电场或电流刺激材料，产生电子和空穴复合，从而发生光辐射的现象。
电致发光材料一般被称为固态发光体。
固态发光体在电致发光的过程中，电子通过晶格中的能带跃迁，从而释放能量，产生光辐射。
其中，能带是指在固体内部的原子间势能分布图，它为电子提供了在固体内部的运动方式。
电致发光原理的应用十分广泛，例如LED灯、有机发光二极管（OLED）、激光器等。
其中LED灯以其高效、节能、环保等特点，成为了当代照明领域的主流产品。
OLED屏幕则是利用电致发光材料，使得整个屏幕自发光，达到更高品质的图像效果。
化学发光化学发光是指在化学反应中，某些物质释放出能量，产生光辐射的现象。
化学发光反应的本质是电子从激发态跃迁到基态时，释放出的能量被转化为光子的形式。
化学发光的原理可以用三种模型进行解释：可逆氧化还原模型、敏化剂模型和电子激发模型。
化学发光的应用也十分广泛。
在科研领域中，化学发光可以作为检测生物分子、分析化学物质等方法的重要工具；在日常生活中，火柴、荧光笔、黄昏时草地上的萤火虫等都是化学发光的例子。
总的来说，自发光是一种自然而然的物理现象，其原理也十分有趣。
随着科技的不断进步，我们对自发光原理的认识也在不断发展和完善。
相信未来，将会有更多基于自发光原理的产品问世，为我们的生活带来更多的便利和美好。
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场致发光（EL）按激光发过程的不同分为二大类：
（1）注入式电致发光：直接由装在晶体上的电 极注入电子和空穴，当电子与空穴在晶体内再复 合时，以光的形式释放出多余的能量。注入式电 致发光的基本结构是结型二极管（LED）； （2）本征型电致发光：又分为高场电致发光与 低能电致发光。其中高场电致发光是荧光粉中的 电子或由电极注入的电子在外加强电场的作用下 在晶体内部加速，碰接发光中心并使其激发或离 化，电子在回复到基态时辐射发光。
高场电致发光的机制存在许多有趣的物理 问题，最近仍在不断的探讨，它与EL材料 中的电子在高电场下作用下的加速产生热 电子，热电子碰撞ZnS格使之离化产生电子 空穴对，当电子重新被这些离化的施主和 受主俘获时，产生复合发光，也可以通过 热电子直接碰撞发光中心发光（如ZnS基质 发光材料中的施主-受主对，或掺杂的Mn2+， 或一些三价稀土离子），电子空穴对的复 合能量也可以直接传递给发光中心而发光。
2、高场薄膜电致发光（TFEL）
目前的ACTFEL多采用双绝缘层ZnS:Mn薄 膜结构。器件由三层组成，如图2所示。 器件由三层组成，发光层夹在两绝缘层间， 起消除漏电流与避免击穿的作用。 掺不同杂质则发不同的光，其中掺Mn的发 光效率最高，加200V，5000Hz电压时，亮 度高达5000cd/m2。 ACTFEL具有记忆效应，通常室内光照度下， 记忆可维持几分钟，在黑暗中可保持十几 个小时。
3、OLED
图3 柯达L633数码相机显示屏
有机发光显示器（OLED）又称有机EL，是以有 机薄膜作为发光体的自发光显示器件。 它是固体自发光器件，可适应恶劣工作环境；它 响应时间短、发光效率高、视角宽、对比度高； 它可在5V~10V的低电压下工作，功耗低，工艺简 单；制造成本低、有机发光材料众多、覆盖发光 光谱从红外到紫外，适合全彩色显示；价廉、易 于大规模生产；OLED的生产更近似于精细化工 产品，可在塑料、树脂等不同的材质上生产，产 品的机械性能好，不仅可以制造出笔记本电脑、 台式机适用的显示器，还有可能创造出墙壁大小 的屏幕、可以弯曲折叠的屏幕（图4）。人们预言， 随着规模量产的到来，OLED可以比LCD成本低 20%。
图2 ACTFEL结构示意图 1金属电极；2绝缘层；3发光层；4绝缘层；5透明电极；玻璃衬底
记忆效应可以解释为：脉冲电压产生强电场，使 发光层中电子加速。在这些电子穿过发光层时， 激发锰发光中心。已穿过发光层的电子便在发光 层与绝缘层的界面上积累起来，这些电子在电场 移去后仍将留在界面处，于是在发光层两边形成 极化电荷。如果下一个脉冲与上一个脉冲同方向， 则极化电场将抵消脉冲电压产生的电场的大部分， 所以发光亮度变小。反过来，如果下一脉冲方向 反转，则极化电场与脉冲电压产生的电场叠加， 总电场变大，所以发光亮度增加。利用记忆效效 可以制成具有灰度级的记忆板，作为视频显示板 用的记忆板能够具有帧储存的能力。
ACTFEL优点是寿命长（大于2万小时）， 亮度高，工作温度宽（-55℃~+125℃）， 缺点是只有掺Mn的发光效率高，且为橙黄 色，对全色显示要求三基色研制高效的发 光材料是当今研究的课题。EL器件目前已 被应用在背光源照明上，在汽车、飞机及 其他设备仪器仪表、手机、手表、电子钟、 LCD模块、笔记本电脑显示器等方面获得 应用。也作为交通安全标志，公司标志， 出口通道等发光指示牌上的发光显示器件。
本征型电致发光种类繁多，大致分成：
交流粉末电致发光（ACEL）; 直流粉末电致发光（DCEL）; 交流薄膜电致发光（ACTFEL）; 直流薄膜电致发光（DCTFEL）。 低能电致发光是指某些高电导荧光粉在低能电子 注入时的激励发光现象。
1、高场交流电致发光显示
图1 ACEL结图
交流电致发光显示是目前高场电致发光显示的主 流。ACEL结构如图1所示。 它是将电致发光粉ZnS:CuCl或（ZnCd）S:CuBr 混合在环氧树脂和氰乙基醣的混合物的有机介质 中，两端夹有电极，其中一个为透明电极。另一 个是真空蒸镀铝或银电极，构成一个EL。 实质上，ACEL是大量几微米到几十微米的发光粉 状晶体悬浮在绝缘介质中的发光现象，也称德斯 垂效应。ACEL所加的电压通常为数百伏。ACEL 是晶体内的发光线发光，不是体发光。线发光强 度可达3.4×105cd/m2，总体发光亮度约40cd/m2 功率转换效率为1/%，寿命约1000小时。
电致发光及场致发光器件 ——OLED
小组组员：
Y003091047 李 朋 Y00309 1045 刘 忠 儒 Y003091 046 王 博 琳 Y00309 1044 白 秋 飞
电致发光及场致发光器件（OLED）的发展
1920年德国学者古登和波尔发现，某些物质加上 电压后会发光，人们把这种现像称为电致发光或 场至发光（EL）。 1936年，德斯垂将ZnS荧光粉浸入蓖麻油中，并 加上电场，荧光粉便能发出明亮的光。 1947年美国学者麦克马斯发明了导电玻璃，多人 利用这种玻璃做电极制成了平面光源，但由于当 时发光效率很低，还不适合作照明光源，只能勉 强作显示器件。 70年代后，由于薄膜技术带来的革命，薄膜晶体 管（TFT）技术的发展场致发光（EL）在寿命、 效率、亮度、存储上的技术有了相当的提高。使 得场致发光（EL）成为三在显示技术中最有前途 的发展方向之一。
图4 可以卷起来的显示器
图5 典型双异质结结构
OLED已成为当今超薄、大面积平板显示器件研究的热门。 1963年Pope发表了世界上第一篇有关OLED的文献，当时 使用数百伏电压，加在有机芳香族Anthracene（葸）晶体 上时，观察到发光现象。但由于电压过高，发光效率低， 未得到重视。 直到1987年伊士曼柯达公司的C.W. Tang及Steve Van Slyke等人发明以真空蒸镀法制成多层式结构的的OLED器 件后，研究开发才活越起来。同年，英国剑桥大学开文迪 施实验室的Jeremy Burroughes证明高分子有机聚合物也 有电致发光效应。 1990年英国剑桥大学的Friend等人成功的开发出以涂布方 式将多分子应用在OLED上，即Polymer（多聚物，聚和物） LED，亦称PLED。不但再次引发第二次研究热潮，更确立 了OLED在二十一世纪产业中所占的重要地位。