有机电致发光器件(OLED)

4) 激子的迁移。激子在电场作用下迁移，将能量传递给发光分子，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跃迁失活，产生光子释放光能。
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wenku.baidu.com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。

C
h
透明阳极 衬底
h h
h
e qbi = qVh bi
阳极
有机 层
阴极
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 极向夹在电极之间的有机功能薄膜层注入； 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) 载流子复合。电子和空穴结合产生激子；
2008年，精工爱普生公司发布了其研究成果——“终极之黑”OLED显示系统，解决 了长期困扰OLED的使用寿命难题，成功将产品使用寿命延长至5万多个小时，突破 业界2~3万小时的技术瓶颈，极大拓展了OLED显示系统的应用前景。
2011 年OLED 尺寸将扩大到30 英寸产品以上，主流产品仍是以11英寸，预估其销 量可望达到100万台以上、20英寸销售量为89万台、32英寸TV则是5万台左右。 到2015年，OLED显示屏的营收将从2008年的5.91亿美元增长到60亿美元。
有机电致发光显示器件的瓶颈
OLED的技术瓶颈和突破 面对主流市场的LCD显示技术，OLED要跻身成 为主流显示技术，仍面临诸多瓶颈。目前有三大挑战正左右OLED产业的 发展。 第一， OLED产品价格昂贵，原因在于经济规模校，似的材料 成本和 制程成本无法降低； 第二， 在技术层面上，OLED寿命仍还有待提高，目前OLED 产品寿 命只有两万小时，要达到商业化的要求，至少需要5万小时； 第三， OLED目前仍主要应用在小尺寸行动装置面板领域，在 大尺寸 显示市场仍还有待突破。 OLED本身具备诸多优点，应用前景极广，其技术瓶颈也将会在电化学等 科学技术的不断进步下被解决，可以想见未来的显示市场，OLED必将是 绝对主流产品。
电致发光的发展历程图
发光材料的选择范围广，尤其是蓝光材料，容易得到全色显示； 亮度大、效率高； 直流驱动电压低、能耗少，可以和集成驱动电路相匹配；
OLEDs 的优点
制作工艺简单并且成本低；
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； 良好的机械加工性能，容易做成不同形状。
电子传 相对较高的电离能，有利于阻挡空穴； 输材料：
具有一定的载流子传输能力。
不能与发光层形成激基复合物；
成膜性和热稳定性良好，不易结晶。
常用的高分子电致发光材料
高分子电致发光材料都是含有共轭结构的高聚物材料。最常见 的是主链π共轭结构。 离域π电子为聚合物具备导电性提供了前提。 如： 聚苯撑乙烯类［poly(p-phenylenevinylene)，PPVs］ 聚乙炔类［poly(acetylene)，PAs ］ 聚对苯类［poly-(p-phenylene)，PPPs］ 聚噻吩类［polythiophenes,PTs］ 聚芴类［ polyfluorene , PFs］ 其他高分子电致发光材料
交流驱动时,正半周的发光机制与正向直流驱动完全一样,但是交流 驱动的负半周却起着十分重要的作用。
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有机电致发光显示器件的彩色显示
1、分别制备红、绿、 蓝三原色的发光中 心，然后调节三种 颜色不同程度的组 合，产生彩色。
2、首先制备发白 光的器件，然后通 过彩色滤光膜得到 三原色，重新组合 三原色从而实现彩 色显示。
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。
有机电致发光显示器件的发展简史 1、
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
有机电致发光器件(OLED)
学生：胡勇 学号：1141109027 时间：2014.01.04
何为有机电致发光器件？
OLED (Organic Light Emitting Device），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
* *
n
聚苯撑乙烯类 PPV
聚芴类PFs
聚对苯类PPPs
聚噻吩类PTs
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直流驱动：
有机电致发光显示器件的驱动方式
直流驱动时（ITO接正极）空穴和电子的传输方向是固定不变的, 其 中未参与复合的多余空穴( 或电子) , 或者积累在HTL/EML(EML/ETL) 界面,或者越过势垒流入电极。
交流驱动：
2006 年，整体矩阵寻址(TotalMatrix Addressing，TMA)OLED 技术由剑桥显示 器科技推出，据称结合了TMA解决方案的小型被动式数组显示器，可降低至少50% 的功率消耗，或者在相同的功率消耗下，得到二倍的显示亮度。 2007 年全球OLED 产值接近8 亿美元，相较于2006 年成长率超过50%，是所有 平板显示设备中成长最快的领域。
3、首先制备发蓝光 的器件，然后通过 蓝光激发其它层材 料分别得到红光和 绿光，从而进一步 得到彩色显示。
4、首先制备发白 光或近于白光的 器件，然后通过 微腔共振结构的 调谐，得到不同 波长的单色光， 然后再获得彩色 显示。
5、采用堆叠结 构，将采用透 明电极的红、 绿、蓝发光器 件纵向堆叠， 从而实现彩色 显示。
输 运层
发光层
单层EL器件结构图
DL-A型双层EL器件结构图
三层EL器件结构图
多层器件结构
3
小分子OLED
有机电致发光显示器件的发光机理
聚合物OLED（也称为PLED） 镧系有机金属OLED（也叫稀土OLED）
金属阴极 DC 复合 电源 有机层
e
e
h
光发射
e
A
e
e e h h
2
OLED的基本 结构：铟锡 氧化物与正 电极（阳极） 相连、负极 则与另一个 金属阴极相 连，中间是 发光材料， 形成一种类 似三明治的 结构。
有机电致发光显示器件的构造原理
注入层
理想阴极是以低功函数金属作为注入层，以具有 较高功函数的稳定金属Mg/Ag,Li/Al）作为钝化层。 电子输运材料（ETM）：荧光染料化合物。必须 热稳定和表面稳定，有机金属络合物具有足够的 热稳定性。 由在荧光基质材料中掺杂百分之几的荧光掺杂 剂来制备。基质材料通常与ETM或HTM采用的材料 相同，荧光掺杂剂是热和光化学稳定的激光染料。
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
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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。 1982年 Vincett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。 1990年，英国剑桥大学Cavendish实验室的Burroghes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％。 2004年月5月，Seiko Epson 发表40 in有机电致发光显示器，并在2004年下半年 的上展出。这是有机EL显示器首次达到这样大的尺寸。
发光材料：
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有机电致发光显示器件的制作材料特性
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， 不与电极和载流子传输材料发生反应； 易形成致密的非晶态膜，不易结晶； 具有适当的发光波长；
具有良好的电子传输特性，即电子迁移率高； 具有较高的电子亲和能，易于由阴极注入电子；
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有机电致发光显示器件的前沿技术
1. 白光OLED技术
2. 透明OLED技术
3. 叠层OLED器件和多光子发射OLED
4. 表面发射OLED技术
5. 喷墨打印制备OLED技术
6. 微显示OLED技术
参考文献
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鸣谢
感谢组员：贾庆朝，王春蕊，曹玉芹，高转，刘芳 超，李凯旋，李文博，刘洋，梅花，吴佳玮，王冉 的协助。 感谢张帆老师课堂上的传道授业解惑。
Thanks
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