有机电致发光器件发展及展望综述
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有机电致发光器件发展及展望综述中文摘要有机电致发光器件(organic light-emitting device, OLED)目前已成为平板信息显示领域的一个研究热点。
OLED具有平板化、自发光、色彩丰富、响应快、视野宽及易于实现超薄轻便等优点,被认为是未来最有可能替代液晶显示器和等离子显示器的一种新技术,同时可以用做照明和背光源。
但是,其制作成本高、良品率低等不足有待解决。
OLED显示技术与传统的LCD显示方式不同，无需背光灯，采用非常薄的有机材料涂层和玻璃基板，当有电流通过时，这些有机材料就会发光。
而且OLED显示屏幕可以做得更轻更薄，可视角度更大，并且能够显著节省电能。
为了形像说明OLED构造，可以将每个OLED单元比做一块汉堡包，发光材料就是夹在中间的蔬菜。
每个OLED的显示单元都能受控制地产生三种不同颜色的光。
OLED与LCD一样，也有主动式和被动式之分。
被动方式下由行列地址选中的单元被点亮。
主动方式下，OLED单元后有一个薄膜晶体管（TFT），发光单元在TFT驱动下点亮。
主动式的OLED比较省电，但被动式的OLED显示性能更佳。
关键词有机电致发光器件器件性能结构优化空穴阻挡- I -Organic Light-Emitting Devices PerformanceOverviewtianjia(Class0413 Grade2006 in College of Information&Technology,Jilin Normal University, Jilin Siping 136000)Directive Teacher: jiang wen long(professor)AbstractElectroluminescent devices (organic light-emitting device, OLED) flat panel information display has become a hot topic in the field. OLED technology has a flat, self-luminous, rich colors, fast response, wide horizons and easy to implement the advantages of ultra-thin light, is considered the next best possible alternative to liquid crystal displays and plasma displays, a new technology while can be used as lighting and backlight. However, its high production cost, low rate of less than good product to be resolved. OLED display technology with the traditional LCD display in different ways, no backlight, with a very thin coating of organic materials and glass substrate, when a current is passed, these organic materials will be light. OLED display screen can be done but lighter and thinner, larger viewing angle, and can significantly save power.To image shows OLED structure, each OLED element can be likened to a hamburger, light-emitting material is sandwiched in between the vegetables. Each OLED display unit can be controlled to produce three different colors of light. OLED and LCD as well- II -as active and passive distinction. Passive mode selected from the ranks of the unit address to be lit. Active mode, OLED module hasa thin film transistor (TFT), light-emitting unit in the TFT-driven light. More active in OLED power, but the passive OLED display performance better.Keywords oled Device performance Structural optimization Hole blocking- III -目录第1章绪论 (1)1.1 有机电致发光的发展背景 (1)1.2 国内外动态和进展 (3)1.3 课题研究的意义 (4)第2章有机电致发光器件的相关理论 (5)2.1 有机电致发光器件发光机理 (5)2.2 小分子有机电致发光材料 (6)第3章有机电致发光器件的制备与测试 (8)3.1 实验材料和仪器 (8)3.2 主要材料和试剂 (8)3.3 膜层制备 (9)第4章OLED的基本要素 (10)4.1 OLED的关键工艺 (10)4.2 OLED的彩色化技术 (11)4.3 OLED的优缺点 (13)4.4 OLED的应用 (14)4.5 技术分类 (15)第5章OLED的驱动方式 (17)5.1 无源驱动 (17)5.2 有源驱动 (18)5.3 主动式与被动式比较 (19)第6章结论和展望 (20)6.1 结论 (20)6.2 展望 (21)结论 (22)参考文献 (24)附录 (25)致谢 (26)- IV -第1章绪论1.1有机电致发光的发展背景显示器集电子、通信和信息处理技术于一体,被视为电子工业在本世纪继电子和计算机之后的又一个重大发展机会。
显示技术及显示器在信息技术的发展过程中占据了十分重要的地位。
电视、电脑、移动电话、BP机以及各类仪器仪表上的显示器为人们的日常生活和工作提供着大量的信息。
没有显示器,就不会有当今迅猛发展的信息技术。
近年来世界各国竞相投入巨资研制和开发各种新型显示技术,其中平板显示技术成为竞争的焦点。
与传统的阴极射线管(CRT)相比,平板显示器具有重量小、功耗低以及携带方便等优点。
在目前的多种平板显示器中,液晶显示器(LCD)占据了绝对的垄断地位。
预计到2000年,平板显示器的市场规模将达到230亿美元,其中LCD市场份额将达到189亿美元。
但是,LCD也有其不足:自身不发光,需要背光源或借助环境光;存在视角问题;响应速度较慢;分辨率不高等。
为此,人们一直在探索新的平板显示技术。
目前,LCD一统天下的局面正受到以等离子显示器(PDP)、场发射显示器(FED)、有机EL(有机电致发光)为代表的新型平板显示技术的强有力的挑战。
其中,有机EL因在材料、器件制备等方面所具备的独特优势已经引起了人们的广泛关注。
一、工作原理及特点所谓电致发光薄膜是一种能把施加的电能转化为光能的电能转化膜。
以碱金属卤化及ZnS等为对象的场致发光很早就为人们所了解。
但是无机EL器件很难获得高亮度的蓝光发射,于是人们把眼光转向具有高荧光量子效率的有机物质。
早在60年代,有关有机物质的电致发光研究就已经开始。
人们最早利用多环芳香族化合物作为发光材料,制成了有机EL器件,但该工作并未引起人们的重视。
因为当时的有机EL器件的发光效率、亮度都较低,而且需要高电压驱动。
1987年,柯达公司使用有机荧光体及空穴传导性材料,研制成功了直流低电压驱动的高亮度、高效率的有机EL器件。
这一成果显示了有机EL器件巨大的应用价值,因而受到广泛关注。
在随后的几年中,有关有机EL器件的研究报道及专利大量涌现,并逐步形成一个十分活跃的研究领域。
1990年,英国剑桥大学利用聚对苯乙炔(PPV)研制成功聚合物薄膜EL器件。
聚合物薄膜可以通过浸- 1 -涂、旋涂等方法来制备,从而大大简化了制备工艺。
另外,高分子聚合物材料与小分子材料相比,具有更好的粘附性能和更好的机械强度,而且,通过染料分子的掺杂,可以很方便地获得各种发光颜色,从而使EL器件的制备更具灵活性。
1992年,聚合物EL薄膜在美国被评为该年度化学领域的十大成果之一。
有机EL器件由用作正极和负极的两层导电膜以及夹在其间的有机膜组成。
在一定电压驱动下,电子和空穴分别从负极和正极注入到有机层,电子和空穴相遇形成激子,并激发发光分子,发光分子经过辐射弛豫而发出可见光。
与其它显示器件相比,有机EL器件具有驱动电压低、发光亮度高、易实现多色显示等优点。
有机EL器件的特点可以概括为:(1)显示器很薄,且属自发光型。
(2)可实现红、蓝、绿等多色显示。
(3)可进行大面积显示。
(4)响应速度快(微秒级)。
(5)不需要背光源,功耗低,且易实现小型化。
(6)驱动电压低(5V)。
(7)制备工艺简单,成本低。
(8)附加电路简单,可用于超小型便携式显示装置。
另外,利用导电聚合物作电极,还可以制成具有高柔软性的EL器件,从而为制造不同形状的显示器提供了可能。
目前人们认为,有机EL器件是最有可能实现可卷曲显示屏,即软屏的技术。
利用现有的有机EL技术,人们还可能在平面激光器的研制工作中取得突破。
二、应用领域有机EL器件的应用前景十分广阔。
有机EL器件的产业化一旦成功,所产生的经济效益和社会效益将是十分巨大的。
有机EL器件的应用领域可以分为以下几个方面:(1)作为二维光源,用作液晶显示器和钟表的背光源等。
(2)替代LCD制作小尺寸的显示器件,包括BP机、移动电话上的显示器及车辆头盔显示器等。
(3)开发较大尺寸的显示器,如笔记本电脑和平板电视机等。
作为一种全固化的显示器件,有机EL器件具有经久耐用的特点,在军事与国防等特殊领域将显示更大的优越性。
从1987年至今,有机EL器件的研究工作已经取得了长足的发展,其主要技术指标已经接近或达到实际应用的要求。
几年前人们曾怀疑能否解决有机EL器件的寿命问题。
而现在,通过新材料的开发和器件结构的优化,有机EL器件的寿命已经达到2万小时以上,完全可以满足一般的应用需要。
