OLED 讲义

2000
2001
2002
2003
2004
2005
2.3 OLED 发展现状
国际动态

1998年东北先锋推出第一款OLED产品
采用OLED显示屏的车载音响
2.3 OLED 发展现状

2000年摩托罗拉 推出第一款OLED 手机P8767
2.3 OLED 发展现状

2001年底，铼宝推出了全球第二款OLED手机
近来的研究表明，荧光效率高的物质并不一定是很好的EL 发光材料。
3 OLED 材料
小分子发光材料
按发光颜色可分为三基色（绿色、蓝色、 红色）发
光材料和其他颜色发光材料；
按发光方式可分为主体发光材料和掺杂体发光材料；
按发光机理可分为荧光材料和磷光材料。
3 OLED 材料


其他功能材料
电极修饰材料


2.3 OLED 发展现状

2002年以前的产品一般为单色和多色无源OLED，2002 年以后开始出现全彩色产品，接着有源OLED也开始进入 市场。 单色和多色 产品 进入量产 有源全彩色 OLED 开始商业化
进入 手机市场 2002
2000
车载音响
2005
2010
PC TV
单色手机 彩色手机 PDA GPS AMOLED
LCD（液晶显示）
利用液晶分子在外电场作用下，分子排列方向变 化，使光（外光源）能够通过液晶材料，从而显示信 息的显示器。
1 有机发光显示基本概念
1.3 OLED的特点（与LCD比较）
•自发光，不需背光源，发光效率高;
•直流低电压驱动； •具有快响应特性(微秒级)； •宽视角(视角超过170度)； •宽温度特性（在－40℃～70℃范围内都可正常工作）；
材料提纯技术
固体有机化合物的提纯方法小结 一，重结晶 重结晶的操作过程为： 饱和溶液的制备 脱色 却 结晶 抽滤 结晶的干燥 重结晶操作中的关键在于选择合适的溶 剂，使样品在较高温度下溶解，在低温下结 晶析出。由于目前做的样品为新结构，文献 中找不到合适的溶剂，故可采用如下方法通 热过滤 冷
3 OLED 材料

比较成功的空穴阻挡层材料
H3C N N O N H3C N Al O Si O
BCP
SAlq
3 OLED 材料

磷光小分子材料
Host PVK Quantum Efficiency 36cd/A Power Efficiency 2.5lm/W references Adv. Mater. 2002
Materials Ir(irdf)3
Ir(ppy)2 Ac
Ir(bzq)2 Ac
PVK
PVK
16.2cd/A
6.9cd/A
3.9lm/W
1.8lm/W
J. Appl. Phys. 2002
J. Appl. Phys. 2002
Ir(btp)2 Ac
Ir(bsn)2 Ac
PVK
PVK
3.5cd/A
2.1cd/A 21.5cd/A
3 OLED 材料 Problems with OLED materials：
器件中载流子的浓度不匹配，电子浓度相对较少 －－－发展有效的空穴阻挡材料和电子传输材料
蓝光材料不稳定，红光材料效率不高
－－－改善稳定性、荧光量子效率和色纯度 目前缺少好的红光和蓝光主体材料与掺杂材料
材料提纯技术 固体有机化合物的提纯方法小结 一，重结晶 二，分区升华 三，萃取
NC N N F N N N N NC CN Cu N N N N N N F F F CN
CuPc
TDATA
F4-TCNQ
比较常用的小分子阳极修饰材料有铜酞菁（CuPc）和mMTDATA TDATA掺杂 F4-TCNQ作空穴注入层可以显著降低器件的启亮 电压，并在低驱动电压下实现高亮度。 对阴极修饰最成功的例子是LiF:Al，LiF的引入可以显著提高电 子注入效率。
2 比较OLED与LCD显示技术的相同点与不同点
有机发光显示技术
•1基本概念
•2有机发光显示技术发展过程
•3有机发光材料
•4有机发光显示器件工艺技术
•5有机发光显示器件驱动技术
•6新型有机发光显示若干关键技术
彩色化，隔离柱，寿命 ITO薄膜技术，发光材料纯化技术，OLEDoS，AMOLED， FOLED，WOLED，
3 OLED 材料
寿 命
Green: 80,000hrs (initial Kodak) Yellow: >30,000hrs (initial Sanyo Electric) Blue: >8,000hrs (initial Idemutsu Kosan) Red： >14,000hrs (initial Toray) brightness ~100cd/m2, brightness ~100cd/m2, brightness ~100cd/m2, brightness ~200cd/m2,
1.4 OLED的分类方法
根据驱动电路与基板的关系分为：
无源驱动（PMOLED）
－－与无源驱动相关的有阴极隔离柱技术
有源驱动（AMOLED）
－－与有源驱动相关的有低温多晶硅技术
有机发光显示技术
•1基本概念
•2有机发光显示技术发展过程
•3有机发光材料
•4有机发光显示器件工艺技术
•5有机发光显示器件驱动技术
•6新型有机发光显示若干关键技术
彩色化，隔离柱，寿命 ITO薄膜技术，发光材料纯化技术，OLEDoS，AMOLED， FOLED，WOLED，
2 OLED 发展过程
2.1 OLED历史起源

1963年 美国纽约大学的Pope首次实现了有机晶体蒽 单晶的电致发光； 1987年 美国Kodak公司的C.W. Tang制备成功双层 结构低电压、高效率的小分子OLED器件，从而引起了 OLED研究热潮； 1990年 英国剑桥大学的Friend制备成功共轭高分子有 机电致发光器件。
四，柱层析 （包括液相色谱半制备）
五，薄层板层析 参考书目： 1． 《现代有机化学实验技术导论》 D.L.帕维亚 兰普曼 G.S.小克里兹 G.M.
2。
《有机化学实验》 李兆陇 阴金香 林
材料提纯技术
固体有机化合物的提纯方法小结 一，重结晶 重结晶的操作过程为： 饱和溶液的制备 脱色 却 结晶 抽滤 结晶的干燥 重结晶操作中的关键在于选择合适的溶 剂，使样品在较高温度下溶解，在低温下结 晶析出。由于目前做的样品为新结构，文献 中找不到合适的溶剂，故可采用如下方法通 热过滤 冷
3 OLED 材料 OLED材料分类
OLED Materials
Small Molecule Quinolates (kodak) Distylyl biphenyls 90 (DPVB-based) (Idemitsu Kosan) Spiro compounds (Covion) Phosphorescent (UDC, Opsys)
3 OLED 材料 小分子材料按功能分类
小分子发光材料 小分子空穴传输材料 小分子电子传输材料 其他功能材料
3 OLED 材料 小分子发光材料
小分子发光材料用作电致发光材料的有机材料应具备 以下特性：
（1） 在可见光区域内具有较高的Biblioteka Baidu光量子效率；
（2） 具有较高的电导率,即能有效地传导电子或空穴； （3） 有良好的成膜特性； （4） 具有良好的稳定性和机械加工性能。
3 OLED 材料 小分子材料技术发展水平 发光效率
Blue 4.5 lm/W(Idemitsu, 470nm)
Green
Yellow
15 lm/W(Sanyo Electric, 540nm)
13 lm/W(Sanyo Electric, 570nm)
Red
2.2 lm/W(Kodak, 600nm)
1 有机发光显示基本概念
显示技术背景
CRT(阴极射线管)
PDP(等离子显示器) FED(场发射显示器)
发光型
LED(发光二极管)
OLED(有机发光显示器)
平板显示器
显示器
受光型
VFD(真空荧光显示器) LCD(液晶显示器) ECD(电致变色显示器)
1 有机发光显示基本概念
学科发展背景
有机电子学(Organic Electronics)：研究有机材料的电子过 程与有机材料光电子特性的科学。 有机半导体材料与器件
Polymer PPV (Philips/CDT/Covion ) Polyfluorene (Dow/CDT) Spiro bifluorenes (Covion)
Oligomer (ADS,Elam-T)
Dendrimer (Opsys)
3 OLED 材料
小分子 最早应用于OLED器件的材料; 目前已经商品化的OLED显示屏基本上采用的都是小分 子材料; 采用蒸镀方式成膜


有机发光显示器(OLED) 有机晶体管 有机太阳能电池 其它有机电子元器件，如： 有机激光器、有机存储器、有机传感器等
1 有机发光显示基本概念
1.1 OLED器件基本结构
金属阴极 电子传输层 发光层 空穴传输层
ITO
hv
玻璃基板
1 有机发光显示基本概念
1.2 OLED器件发光原理
有机电致发光是指有机半导体发光材料在电场驱动下， 通过载流子注入、传输、电子和空穴结合形成激子、进 而辐射复合导致发光的现象。
3OLED 材料
磷光材料寿命（PHOLED) The reliability of small molecular weight PHOLEDs:
red PHOLEDs : 10 5 -10 6 hours green PHOLEDs: 5×10 4 hours
blue PHOLEDs: still to be improved
•易于实现软屏显示。
由于是有机发光材料，电流驱动，纳米薄膜等， 对水氧敏感， 对ITO薄膜等缺陷敏感，对洁净度敏感。
1 有机发光显示基本概念
1.4 OLED的分类方法
按有机发光材料分子量大小分类：
•小分子OLED：
一般用蒸镀的方法
•聚合物LED（PLED）：
一般用甩膜，喷墨打印等方法。
1 有机发光显示基本概念
2.3 OLED 发展现状
• Samsung SID 2001年10 月开发出了15.1英寸小分子动 态有源驱动彩色OLED样品
尺寸：显示屏对角15.1英吋 驱动：低温多晶硅TFT有源驱动 点阵：1024×768（XGA ）
2.3 OLED 发展现状
2003年1月9 日,索尼展示了24 英寸有机发光显 示器 。
1 有机发光显示基本概念
关键词：
OLED
（organic light emitting display） 有机发光显示器
（organic light emitting diodes)
有机发光二极管， 有机LED
Organic EL
(organic electroluminescence) 有机电致发光，有机EL
2.3 OLED 发展现状
中国大陆OLED发展状况
Visionox Technology
2.3 OLED 发展现状
中国大陆OLED发展状况
2002年11月8日
2.3 OLED 发展现状
中国大陆OLED发展状况
4.82英寸图像显示屏 （高分辨）
思考题：OLED与LCD的比较：
1 比较OLED与LCD显示原理的不同点
第五章
有机发光显示技术(OLED)
有机发光显示技术
•1基本概念
•2有机发光显示技术发展过程
•3有机发光材料
•4有机发光显示器件工艺技术
•5有机发光显示器件驱动技术
•6新型有机发光显示若干关键技术
彩色化，高分辨（隔离柱），寿命，器件效率（功耗）
ITO薄膜技术，发光材料纯化技术，OLEDoS（微显示）， AMOLED（有源），FOLED（软屏），WOLED（白光）。
0.91lm/W
0.55lm/W 4.8 lm/W
J. Appl. Phys. 2002
J. Appl. Phys. 2002 Our work
Ir(pbi)2 Ac PVK
3 OLED 材料 已经商品化的OLED材料：
Hole Injection Materials（HIM）
－－CuPc(Kodak), MTDATA(Pioneer), PAN(Uniax) Hole transporting Materials（HTL） －－TPD（Sanyo)， NPB(Kodak, 三菱化学） Emitting Materials（ETM） －－Alq3、Beq2、DMQA、C545T（Kodak） －－DCJTB（Kodak），PtOEP（UDC） －－DPVBi（出光兴产), 6PP(Covin), 蒽系列 （Kodak）