有机电致发光显示器件基本原理与进展

分类
（一）从器件结构上进行分类 OLED，是一种有机电致发光器件，由比较特殊的有机材料构成的，按照其结构的不同可以将其划分为四种 类型，即单层器件、双层器件、三层器件以及多层器件。 （1）单层器件 单层器件也就是在器件的正、负极之间接入一层可以发光的有机层，其结构为衬底/ITO/发光层/阴极。在这 种结构中由于电子、空穴注入、传输不平衡，导致器件效率、亮度都较低，器件稳定性差。 （2）双层器件 双层器件是在单层器件的基础上,在发光层两侧加入空穴传输层（HTL）或电子传输层（ETL），克服了单层 器件载流子注入不平衡的问题，改善了器件的电压-电流特性，提高了器件的发光效率。 （3）三层器件 三层器件结构是应用最广泛的一种结构，其结构为衬底/ITO/HTL/发光层/ETL/阴极。这种结构的优点是使激 子被局限在发光层中，进而提高器件的效率。
电子产品领域中，OLED应用最为广泛的就是智能手机，其次是笔记本、显示屏、电视、平板、数码相机等 领域，由于OLED显示屏色彩更加浓艳，并且可以对色彩进行调教（不同显示模式），因此在实际应用中非常广 泛，特别是当今的曲面电视，广受群众的好评。
这里需要提一点VR技术，LCD屏观看VR设备有非常严重的拖影，但在OLED屏幕中会缓解非常多，这是因 为OLED屏是点亮光分子，而液晶是光液体流动。因此，在16年OLED屏幕正式超越了LCD屏，成为了手机界的 新宠儿。
（3）电子和空穴的再结合。当器件发光层界面处的电子和空穴达到一定数目时，电子和空穴会进行再结合并 在发光层产生激子。
（4）激子的退激发光。
显示技术
分类
优势
1、OLED显示技术依制程方式分为高分子制程及小分子制程两类，高分子制程(PLED)因不需薄膜制程，故 设备投资及生产成本均远低于TFT-LCD(类似CD—R以旋转涂布spin-coating方式涂模)，较利于大尺寸显示器的 发展。但由于PLED每个颜色的衰减常数不同，因此产品多彩化不但困难，产品使用寿命也因而受到影响。小分 子有机电激发光元件虽在多彩化方面优于高分子有机电激发光元件，但设备投资及生产成本较高(因采加热蒸镀方 式蒸镀多层有机薄膜材料，为避免材料间的相互污染，故必须使用价格昂贵的多腔体的真空设备，且驱动电压大 及产出率较低。

有机 电致 发 光 器 件 的 发 光 属 于 注 入 型 发 光． 在
料 具有 高 的荧光 量 子效 率 、 和 的色 纯度 、 的发 射 饱 窄
［ 收稿 日期 ］２ １ ８—１ ００—０ １ ［ 者 简 介 ］胡 志 新 （９ ７一） 男 ， 徽 安 庆 人 ， 苏 省 梅 村 高级 中 学 一 级 教 师 ， 士 作 １７ ， 安 江 硕
常用 的有 ： （ ｕ 、 （ ｔ 、 （ ｒ 、 （ ｕ 等 ， 铕 Ｅ ） 铂 Ｐ ） 铱 Ｉ） 钌 Ｒ ） 如
多优越 性 ： １ 有 机 材料 可获 得 在可 见 光谱 范 围 内的 （） 全色 发光 ； ２ 可 以直接用 几 十伏 甚 至 几伏 的直 流低 （） 压驱 动 ， 以和集 成 电路 直 接 相 匹 配 ； ３ 有 机 电致 可 （） 发光 器件 制作 工 艺 简 单 ， 以低 成 本 制 成 超 薄 平 板 可 显示器 件 ． 因此 ， Ｌ Ｄ与 当前 已处 于 普 及 应 用 的其 ＯＥ 它 Ｌ Ｄ显 示技 术 包 括 无机 电致 发 光 器件 相 比 ， 有 Ｅ 具 低压 直 流驱 动 、 高亮 度 、 效 率 、 高 响应 速 度 快 ， 适合 于
一
２ — ７
正 向电压驱动 下 ， 阳极 向发 光层 注 入空 穴 ， 阴极 向发 光层注 入 电子． 注入 的空 穴 和 电子 在 发 光 层 中相遇
光体 ． 这方 面较 早报 道 的是 Ｏ （ Ｎ） （ Ｐ ， Ｂ ｙ以 ｓＣ ：Ｐｈ） Ｐ
Ｃ —Ｐ ０ 成 为 红光 聚合 物材料 研究 的先 导 ． Ｎ Ｐ Ｖ １０，
与其 它显示 技 术相 同 ， Ｌ Ｄ也采 用 基 于红 、 、 ＯＥ 绿 蓝 的三 原 色 的全 色 显 示 方 案． 种 显 示 方 案 要 求 材 这

4)发光色度 由于人眼对不同颜色的感觉不同，所以不能测量颜色， 仅能判断颜色相等的程度。为了客观地描述和测量颜色， 1931年国际照明委员会(CI E)建立了标准色度系统，推荐 了标准照明物和标准观察者。通过测量物体颜色的三刺激 值(X，Y，Z)或色品坐标(x，y，z)来确定颜色。通常，用 色度计来测量颜色。 5)发光寿命 寿命定义为亮度降低到初始亮度的50％时所需的时间。 应用市场要求OLED在连续操作下的使用寿命达到10000
二、电致发光的发光机理
电致发光的发光机理是被加速的过热电子碰撞、激发 发光中心，使发光中心被激发到高能态而发光。
电致发光包括四个基本过程：
（1）载流子从绝缘层和发光层界面处的局域态穿过进 入发光层； （2）载流子在发光层的高电场中加速成为过热电子； （3）过热电子碰撞、激发发光中心； （4）载流子再次被束缚到定域态。
四、有机电致发光的优点及性能参数
1.有机电致发光的优点
有机电致发光比起发展较早的无机电致发光而言， 具有材料选择范围宽、可实现由蓝光区到红光区的全彩 色显示、驱动电压低、发光亮度和发光效率高、视野角 度宽、响应速度快、制作过程相对简单、成本低，并可 实现柔性显示等诸多优点。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，得到新的 更好性能的有机材料，使OLED的性能不断地向前发展。
一、电致发光的简介
1.发光
光辐射可以分为平衡辐射和非平衡辐射两大类，即 热辐射和发光。任何物体只要具有一定的温度，则该物 体必定具有与此温度下处于热平衡状态的热辐射。非平 衡辐射是指在某种外界作用的激发下，体系偏离原来的 平衡态，如果物体在向平衡态回复的过程中，其多余的 能量以光辐射方式发射，则称为发光。因此发光是一种 叠加在热辐射背景上的非平衡辐射，其持续时间要超过 光的振动周期。

有机电致发光发展历程及TADF材料的发展进展1.1引言有机光电材料（Organic Optoelectronic Materials），是具有光子和电子的产生、转换和传输等特性的有机材料。

目前，有机光电材料可控的光电性能已应用于有机发光二极管（Organic Light-Emitting Diode，OLED）[1,2,3]，有机太阳能电池（Organic Photovoltage，OPV）[4,5,6]，有机场效应晶体管（Organic Field Effect Transistor，OFET）[7,8,9]，生物/化学/光传感器[10,11,12]，储存器[13,14,15]，甚至是有机激光器[16,17]。

和传统的无机导体和半导体不同，有机小分子和聚合物可以由不同的有机和高分子化学方法合成，从而可制备出大量多样的有机半导体材料，这对于提高有机电子器件的性能有十分重要的意义。

其中，有机电致发光近十几年来受到了人们极大的关注。

有机电致发光主要有两个应用：一是信息显示，二是固体照明。

在信息显示方面，目前市面上主流的显示产品是液晶显示器（Liquid Crystal Display，LCD），它基本在这个世纪初取代了阴极射线管显示，被广泛应用于各种信息显示，如电脑屏幕，电视，手机，以及数码照相机等。

但是，液晶显示器也有其特有的缺点，比如响应速度慢，需要背光源，能耗高，视角小，工作温度范围窄等。

所以人们也迫切需要寻求一种新的显示技术来改变这种局面。

有机发光二级管显示器（OLED）被认为极有可能成为下一代显示器。

因为其是主动发光，相对于液晶显示器有着能耗低，响应速度快，可视角广，器件结构可以做的更薄，低温特性出众，甚至可以做成柔性显示屏等优势。

但是，有机发光显示技术目前还有许多瓶颈需要解决，尤其是在蓝光显示上，还需要面对蓝光显示的色度不纯，效率不高，材料寿命短的挑战。

目前，有机发光二极管显示的发展显示出研究，开发和产业化起头并进的局面。

有机电致发光材料及器件导论引言：近年来，由于有机电致发光材料及器件的研究和应用取得了巨大的进展，成为光电领域的研究热点之一、有机电致发光材料及器件具有很高的发光效率、易于制备、柔性可折叠等特点，被广泛应用于平板显示、照明、生物传感等领域。

本文将介绍有机电致发光材料及器件的基本原理、制备方法以及应用前景。

一、有机电致发光材料的基本原理有机电致发光材料是一种能够通过施加电场来实现发光的材料，其基本原理是在有机半导体材料中注入载流子，通过载流子在材料中的扩散和再组合过程中释放出能量，从而产生发光。

一般来说，有机电致发光材料包括发光层、载流子注入层和电极层等。

载流子注入层用于实现载流子从电极注入到发光层，电极层用于提供足够的电场以驱动载流子在发光层中运动。

二、有机电致发光材料的制备方法1.分子设计法：有机电致发光材料的制备通常需要合成复杂的有机分子，具有特殊的分子结构和能级分布。

通过分子设计法，可以设计出具有良好光电性能的有机分子，进而制备出高效的电致发光材料。

2.整体法：整体法是一种将有机分子溶解在溶剂中，通过溶液沉积、旋涂等技术制备电致发光材料的方法。

这种方法制备的电致发光材料结构均匀、制备成本较低，但是光电转换效率较低。

3.蒸发法：蒸发法是一种将有机分子在真空条件下蒸发沉积在基板上的方法。

这种方法制备的电致发光材料具有较高的光电转换效率和较好的膜层质量，但是制备过程较为复杂。

三、有机电致发光器件的制备方法1.有机电致发光二极管（OLED）：OLED是一种采用有机电致发光材料制备的光电器件，具有高亮度、广色域、快速响应等特点。

OLED器件由ITO透明导电玻璃基板、有机电致发光层、载流子注入层和金属电极等组成。

制备OLED器件的方法主要有真空蒸发法、旋转涂敷法和喷墨印刷法等。

2.有机电致发光场效应晶体管（OFET）：OFET是一种利用有机电致发光材料制备的场效应晶体管。

OFET器件由基底、源极、漏极和门极等组成，其中源极和漏极之间的有机电致发光材料层起到了发光的作用。

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。
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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。

发光材料的发光机理以及各种发光材料的研究进展发光材料是指能够将其他形式的能量转化为光能的材料。

发光机理是指发光材料在受激激发下能够产生光的原理和过程。

发光机理通常可以分为两种类型：激活机理和能级机理。

激活机理是指通过激发因素（如电流、电场、光、温度等）对发光材料施加能量，从而使发光材料中的激活剂转移到高能态，然后通过非辐射过程（如振动、自旋翻转等）来传递能量，最终导致发光材料发光。

常见的激活机理包括荧光、磷光和电致发光（EL）等。

能级机理是指在发光材料的能级结构变化下，通过电子在能级间跃迁的辐射过程来实现发光。

常见的能级机理包括激光、发色中心发光、磷光和电致发光等。

有机发光材料是近年来研究的热点之一、有机发光材料具有低成本、高效率和可调性等优点，适用于柔性显示、光电器件和生物成像等领域。

有机发光材料的研究进展主要集中在改进材料合成和器件结构设计上，以提高发光效率和稳定性。

无机发光材料有着较高的发光效率和较长的使用寿命，适用于照明和显示等领域。

无机发光材料的研究进展主要包括发色中心调控、杂化发光材料设计和控制发光性质等方面。

半导体发光材料是应用最广泛的发光材料之一，包括有机半导体材料和无机半导体材料。

有机半导体材料具有好的可溶性和可加工性，但发光效率较低；无机半导体材料具有较高的发光效率和较长的使用寿命，但制备工艺相对复杂。

半导体发光材料的研究进展主要集中在改进材料制备工艺和结构设计上，以提高发光效率和色纯度。

总之，发光材料的研究进展涵盖了有机发光材料、无机发光材料以及半导体发光材料等各种类型。

研究人员不断探索新的发光机理和材料合成方法，以提高发光材料的发光效率、稳定性和色纯度，推动发光材料在光电器件、生物成像和照明等领域的应用。

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有 机 电致 发 光 器件 又称 为有 机 发光 二极 管 （ Ｌ Ｄ） Ｏ Ｅ ，由透 明 阳 极 ＩＯ、 属阴 极 和 有机 薄 Ｔ 金 膜 层 构 成 ， 图 １ 示 。 直 流 电 压 驱动 下 ， 如 所 在 阴 极注 入 的 电 子 和 阳极 注 入 的空 穴 向 有机 发 光 层 运 动 ，最 终 在 发 光 层 中 相遇 并 复 合 发 光 。根 据
与液 晶显 示 器 相 比 ， 有机 电致 发 光 显 示 器
机 电致 发光 材 料 、 有 机 电致 发光 显 示 器（ Ｅ 面板 及 其 驱 具有高亮度 、高对比度、宽视 角以及快捷的响 ＯＬ Ｄ）
动技术 的相 关进展进 行 了阐述 。 最后 ，论文 简单 分析 Ｏ Ｅ 应速 度等 优 点 ， 视 为 下 一 代最 理 想 的 显 示技 Ｌ Ｄ 被
的应 用 前 景 ， 望 了ＯＬ Ｄ在 未 来 的 产 业 化 进 程 中所 面 临 的 术 ，现 已 开始 应 用 于 ＭＰ 、手 机 、Ｐ Ａ、音 响 展 Ｅ ３ Ｄ
机遇和挑 战。 关键 词 有机 电致 发光器件 ；发光材料 ；显示 面板 ；驱动；应 用
显示 面 板 等 小 尺寸 领域 ，近期 的研 发 目标 是 实 现 较 大 尺寸 的 有 机 显 示 ， 应 用 于 计 算 机 显示
摘 要
有机 发 光 层 制 备 材料 的不 同 ，有机 发 光 器 件 有 小分 子 和 高 分 子 两 种 类型 。小 分子 器 件 的 有 机
薄 膜 一 般 为 多 层 结 构 ，高 分子 器 件 多为 单 层 结 构 。 目前 ，小 分 子 器件 往 性 能 上 占优 ，基 本 实 现产 业化 ，但 成 本 较 高 ，制 作 较 大 尺 ． 示 面 ｊ 显 板 有 困难 ；高 分 子 器件 发光 性 能 稍 差 ，但稳 定

电致发光的原理和应用一、电致发光的基本原理电致发光是指通过施加电压或电场，将电能转化为光能的一种现象。

其基本原理是当某些材料在被电压激发后，能够产生电子与空穴的复合，从而释放出光子。

电致发光的原理可以由以下几个方面来解释：1.能级跃迁：当材料中出现能级跃迁时，光子将被激发并发射出来。

这种跃迁可以是由于电子与空穴复合或电子在能带间跃迁引起的。

例如，半导体材料中的电子通过与空穴复合的方式释放出光子。

2.发射激活：某些材料只有在被激活后才能发光。

电场激活和电压激活是电致发光的两种常见激活方式。

在电场激活中，施加电场使得材料中的电子被激发，从而产生发光。

而在电压激活中，施加电压会改变材料的能带结构，使电子跃迁释放出光子。

3.能量转换：电场或电压施加在特定材料上，将电能转化为光能。

这种能量转换过程可以通过电子行为、能带结构变化及电子与空穴复合来解释。

二、电致发光的应用电致发光技术广泛应用于各个领域，以下是一些常见的应用：1. 电子显示器电致发光技术是现代平面显示器的关键技术之一。

例如，液晶显示器背光模块中使用的LED背光源，以及有机发光二极管（OLED）显示屏都是基于电致发光原理。

这些显示器具有高亮度、广色域和低功耗等特点，被广泛应用于电视、手机、电脑等消费电子产品。

2. 照明LED照明是电致发光技术的重要应用之一。

由于LED具有高效率、长寿命和低功耗等特点，被广泛应用于室内外照明。

LED灯泡、灯管、路灯等产品在照明领域有着广泛应用，并逐渐取代传统的白炽灯和荧光灯。

3. 汽车照明电致发光技术在汽车照明领域也有广泛应用。

例如，LED大灯在汽车前照灯和尾灯中被广泛采用，其高亮度和耐用性使得驾驶者在夜间或恶劣天气条件下获得更好的视觉效果。

此外，车内阅读灯、仪表盘背光灯等也都基于电致发光技术。

4. 光电器件电致发光技术在光电器件中应用广泛。

例如，激光二极管（LD）和近红外二极管（NIR）等器件在通信、医疗、工业和科学研究等领域发挥着重要作用。

有机电致发光材料的研究进展及应用材化1111班王蒙 1120213122摘要：简要论述有机电致发光设备的发光机理、器件结构及彩色显示方法，详细介绍有机电致发光材料的种类、组成、特点和研究近况，并对其用途和前景，尤其在军事领域的应用作了一定介绍。

另外还指出了有机电致发光在商业化过程中一些急待解决的问题。

关键词：有机发光材料，进展，应用。

正文：信息技术的持续快速发展对信息显示系统的性能，如亮度、对比度、色彩变化、分辨率、成本、能量消耗、质量和厚度等均提出了高的要求。

在已有的成熟显示技术中，电致发光显示设备能够满足上述性能要求，另外它还具有宽视角、较宽的工作温度范围和固有的强度等优点。

电致发光显示设备一般包括发光二极管(LED)、粉末磷设备、薄膜电致发光设备(TFEL)和厚介质电致发光设备等。

目前的信息显示市场上真正的参与者主要是TFEL和有机LED (OLED)。

OELD技术的发展时间并不很长，但发展速度较快。

近几年，随着市场对高质量、高可靠性、大信息量显示器件的需求日益增加，OLED技术更是得到了长足的发展，目前已有多种OLED产品投入市场。

1997年，日本Pioneer公司推出配备有绿色点阵OLED的车载音响，并建立了世界上第一条OELD生产线。

1998年，日本NEC、Pioneer公司各自研制出5英寸无源驱动全彩色四分之一显示绘图阵列(QVGA)有机发光显示器。

2000年，Motorola公司推出了有机显示屏手机。

2002年，Toshiba公司推出了17英寸的全彩色显示器。

清华大学与北京维信诺公司共同开发出国内首款多色OLED手机模块。

2003年，台湾奇美电子公司与IBM合作推出加英寸的OELD显示器。

2004年5月，日本精工爱普生公司研制成功的40英寸大屏幕OLED显示器以全彩、超薄、动态影像显示流畅的特点成为OELD显示市场上最大的亮点。

2006年，首尔半导体株式会社的子公司SeoulOptodeviceCo．Lid．以控股方式与美国SensorElectronicTechnology公司共同开发生产的世界唯一的短波长紫外发光二极管(UVEL D)产品已开始量产。

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。

电致发光的原理及应用1. 电致发光的原理电致发光是一种通过电场或电流激发材料发光的现象。

它利用一种被称为发光二极管（Light-emitting diode，简称LED）的器件实现。

LED是一种能够将电能转换为光能的半导体材料。

1.1 LED结构LED的基本结构由N型半导体和P型半导体相互夹杂而成。

其中N型半导体的掺杂原子主要是五价元素，如磷、砷等；P型半导体的掺杂原子主要是三价元素，如硼、铝等。

在N型半导体和P型半导体的交界处形成PN结。

1.2 PN结的原理当向PN结施加逆向偏置电压时，发生反向击穿，电流通过LED非常小，不产生发光。

而当向PN结施加正向偏置电压时，随着电流通过LED，光子被发射出来，形成发光现象。

1.3 发光原理LED实际上是通过电子和空穴的复合过程释放能量所产生的发光。

当电子从N型半导体跃迁到P型半导体区域时，电子会与空穴发生复合，释放出能量。

这些能量以光子的形式辐射出来，从而产生可见光。

2. 电致发光的应用2.1 家居照明由于LED具有低能耗、长寿命、可调光和无紫外线等特点，使其成为理想的家居照明选项。

在家庭中，LED被广泛应用于普通照明、装饰照明以及灯具设计等方面。

2.1.1 普通照明LED灯泡已经成为替代传统白炽灯和荧光灯的最佳选择。

LED灯泡具有较高的能效，节省能源的同时也减少了碳排放。

2.1.2 装饰照明由于LED可以发出各种颜色的光，使其非常适合在家庭中进行装饰照明。

它可以通过改变颜色和亮度来营造不同的氛围，满足个性化的需求。

2.2 电子产品显示屏LED在电子产品的显示屏方面有广泛的应用。

例如，LED被广泛用于电视屏幕、计算机显示屏和手机屏幕等。

由于LED显示屏具有高亮度、高对比度和快速响应等特点，使其成为理想的显示技术。

2.3 交通信号灯LED交通信号灯是近年来替代传统灯泡的一项重要应用。

LED交通信号灯具有高亮度、快速响应和长寿命等特点，使得交通信号具有更好的可见性和可靠性。

有机电致发光显示器OLED(精心整 理)
有机电致发光显示器OLED(精心整 理)
有机电致发光显示器OLED(精心整 理)
有机电致发光显示器OLED(精心整 理)
有机电致发光显示器OLED(精心整 理)
有机电致发光显示器OLED(精心整 理)
有机电致发光显示器OLEecetrode (Cathode) Organic Fluorescent Layer Hole Transport Layer ITO Transport Layer (Anode) Glass Substrate
有机电致发光显示器OLED(精心整 理)
有机电致发光显示器OLED(精心整 理)
❖ 1963年，Pope等人，蒽单晶的蓝色电致发光，400－2000V 电压
❖ 1969年，Dresner等，引入固体电极
❖ 1973年，Vityuk等人，蒽薄膜代替单晶
❖ 1979年，某一天的晚上，在Kodak公司从事科研工作的华裔 科学家邓青云博士。在回家途中突然想起有件东西忘在实验 室里便返了回去，在黑暗中他发现有个亮光，打开灯后看到 原来是一块做实验的有机蓄电池在发光。从此，他开始了对 有 OL机E体D之的父发。光研究。有机即电致今发称光显之理示)器为OLOEDL(精E心D整的研究。他也被称为
❖ 1990年，英国剑桥大学，J.H.Buroughs等人，聚对苯乙炔 PPV单层薄膜，PELD
❖ 1993年，N.C.Greenham等人，在两层聚合物间引入另一层， 量子效率提高20倍
❖ 1997年，日本先锋公司，车载OEL单色显示器 ❖ 1995年，日本先锋有，机5电英致发寸光显全理示色)器OOLEED(L精电心整视机
第5章 有机电致发光二极管 （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)。

OLED基本原理OLED（Organic Light-Emitting Diode）有机发光二极管是一种新兴的显示技术，被广泛应用于各种显示设备，如智能手机、电视机、电子书等。

与传统的LED显示技术相比，OLED具有更加丰富的显示效果和更高的能效，因此备受关注。

下面将详细介绍OLED的基本原理。

OLED是一种电致发光器件，可以通过施加电场来产生发光效果。

其基本结构由以下几个关键组件组成：发光器件、电子传输材料、阳极和阴极。

发光器件通常由有机發光层构成，其中包含一种称为发光材料的有机化合物。

发光材料能够通过电子与空穴的再结合释放光子，并产生发光。

在OLED中，光子的产生取决于电荷载流子的输运。

当一个电压施加在OLED的阳极和阴极之间时，电子从阳极注入到有机发光层中，形成阴极电流。

在同一时间，空穴从阴极注入到有机发光层中，形成阳极电流。

随着电子和空穴在有机发光层中的相遇与再结合，能量转换为光能，并产生光子。

这个过程被称作电子与空穴的再结合复合过程。

OLED的光致发光机制可以分为不同的类型，包括电致发光（Electrophosphorescence）、电致援助发光（Electrofluorescence）和磷光发光（Phosphorescence）。

电致发光是最常见的机制，其中有机发光物质可以通过注入的电子与空穴的再结合发射光子。

电致援助发光是一种通过增加外加辅助添加剂的方式来提高电子与空穴的再结合效率的机制。

磷光发光是一种特殊的机制，其中发光材料的电子可以在激发态（又称为三重激发态）上停留更长时间，从而产生更多的发光。

OLED的优势之一是其能效较高。

在传统的液晶显示技术中，需要通过背光源来照亮像素。

然而，在OLED中，每个像素本身都能够发光，因此不需要额外的背光源。

这意味着OLED可以节省能源，并在显示深黑色或完全关闭像素时获得更高的对比度。

此外，OLED具有更快的响应速度和更广的视角。

然而，OLED也存在一些挑战。

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。