电致发光及场致发光器件(OLED).

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（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。

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。

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％。

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。

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。