有机电致发光器件(OLED)

oled制作工艺和器件原理
OLEDb是一种制作和操作发光二极管（OLED）的工艺。

OLED是一种具有自发光特性的有机材料的显示技术，可以在无需背光的情况下产生亮度和颜色。

OLED的制作工艺一般包括以下步骤：
1. 基底制备：选择透明和柔性的基底材料，如玻璃、塑料等，并在其上涂层透明导电层。

2. 阳极制备：在透明导电层上面涂层使得电流只能从阳极进入的阳极材料。

3. 有机材料沉积：将有机材料用蒸镀、溅射等方法沉积在阳极上，形成发光层。

4. 阴极制备：在有机材料上涂层使得电流只能从阴极出去的阴极材料。

5. 导电层制备：在阴极上涂层具有较低电阻且具有保护作用的导电层。

6. 装封：将制作好的OLED芯片封装在适当的封装材料中，以保护其免受环境损害。

OLED的器件原理是基于有机材料在电场中的电致发光现象。

在OLED中，电流从阳极流入，经过发光层后再流出阴极，
形成一个电流回路。

当电流通过发光层时，有机材料受到电场的激发，激发后会释放能量，这些能量以光的形式辐射出来，产生发光效果。

OLED的器件原理也与有机材料的能带结构有关。

在OLED中，有机材料常常包含一个能带隙，当电子从低能级跃迁到高能级时，会有能量差释放出来，产生光子。

调节有机材料的能带结构可以实现不同的颜色发光。

综上所述，OLEDb制作工艺是通过沉积有机材料在透明导电
层上并封装成器件，利用有机材料的电致发光特性实现发光显示。

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。

有机发光二极管(OLED)的发展和应用郭嘉琦 刘原君 王睿博 邸世宇(北京大学化学与分子工程学院 09 级北京 100871)摘要有机电致发光现象最早发现于上世纪50年代。

这项技术最早存在很大的缺点，一开始并未引起广泛的研究兴趣。

直到20年前发生的突破性进展，OLED得以实现了各种功能化，并成为了最有前途的显示和发光器件。

本文先介绍了OLED的历史，然后讲解了OLED的原理，并重点介绍了OLED的应用化技术和在各种方面的应用，最后提出了对我国OLED技术发展的展望。

关键词电致发光；半导体；有机发光二极管；显示器；OLED照明；光电综合；显示驱动电路1. 绪论21世纪是信息时代。

发展全新的信息功能材料及器件，突破现有技术的局限，是本世纪初世界范围内所面临的最重大的科学问题之一。

信息显示技术作为其中重要一环，更是在人类知识的获得和生活质量的改善方面扮演着重要的角色。

信息的显示是依靠显示器来实现的，因此现代社会对优质显示器的需求越来越大。

电致发光(electroluminescence, EL)是指发光材料在电场的作用下，受到电流的激发而发光的现象，它是一个将电能直接转化为光能的发光过程。

能够产生电致发光的固体材料有很多种，但研究较多的而且能达到实用水平的，主要是无机化合物的半导体材料。

在过去的20多年里，p-n结无机半导体发光二极管(light-emitting diode, LED)得到了很大的发展，实现了对可见光谱的覆盖，发光效率超过了白炽灯。

由于无机LED器件具有结构牢固、驱动电压低、使用寿命长、效率高、稳定性强等许多优点，得到了非常广泛的实用。

但是无机LED器件的制作成本较高，加工困难，效率低下，发光颜色不易调节，也比较难以实现全色，其进一步的发展受到了很大的限制[1]。

阴极射线管(CRT)显示器曾经占据了主角的位置，其具有亮度高、视角广等良好的显示性能。

但CRT的体积大，无法用于便携式设备。

电致发光材料电致发光概述电致发光(Electroluminescence, EL)是指发光材料在电场作用下而发光的现象。

用有机发光材料制作的发光器件,一般统称作OLEDs(Organic Light-emitting Devices),用聚合物为发光层的器件,称作PLEDs(Polymeric Light-emitting Devices)。

有机电致发光器件多采用夹层式(三明治)结构,即将有机层夹在两侧的电极之间。

空穴和电子分别从阳极和阴极注入,并在有机层中传输,相遇之后形成激子,激子在电场的作用下迁移,将能量传递给发光分子,并激发电子从基态跃迁到激发态,激发态能量通过辐射失活产生光子,释放出光能。

ITO透明电极和低功函数的金属(Mg、Li、Ca、Ba、Ce等)常被分别用作阴极和阳极。

根据材料特性和器件要求,主要有单层器件、双层器件、三层器件、多层器件、带有掺杂层的器件、三像素垂直层叠式器件等器件结构。

早在1963年,美国纽约大学的Pope 等首次发现有机材料单晶蒽的电致发光现象,直到1987年,美国柯达(Eastern Kodak)公司邓青云等用苯胺-TPD做空穴传输层(HTL)、八羟基喹啉铝(Alq3)作为发光层(EML)成功研制出一种有机发光二极管,其工作电压小于10 V,亮度高达1000 cd/m2,这样的亮度足以用于实际应用。

1990年Friend课题组[3]采用聚对苯撑乙烯(Poly-phenylene vinylene, PPV)为发光材料制成聚合物发光器件(PLED),打开了PLED研究的新局面。

近十多年来,聚合物发光材料受到各国科学家的高度重视,研究工作非常活跃。

相继合成并研究了种类繁多的共轭高分子,涉及聚对苯撑乙炔(PPE)、聚乙炔(PA)、聚对苯撑(PPP)、聚噻吩(PT)、聚芴(PF)以及它们的衍生物等等。

PPV及其衍生物是目前电致发光研究中最为成熟、最具商业化前景的一类电致发光材料,通过结构修饰、复合/共混来控制分子结构以及调节光电性能是当前研究的主要方向。

OLED的基本原理2.1有机电致发光OLED的结构目前常见的OLED结构有单层、双层、三层及多层四种。

有机电致发光器件采用的是把有机发光层夹在正负两电极之间，为了提高改善器件发光性能，经过进一步的研究与发现，在有机发光层的两侧加入不同的修饰功能层，载流子注入能力和传输的能力均能得到改善，因此OLED器件一般为多层结构。

图颜色深了图2.1 OLED结构示意图其中，最简单的OLED结构是由发光层和上、下两电极组成的单层结构电致发光器件。

而一层有机层既作为发光层又作为载流子传输层的双层的结构器件，则是由上、下两个电极和两层有机层组成的，有机层的另一层则作为另外一种载流子的传输层。

载流子传输层不同可以有效地解决电子和空穴远离金属电极复合的问题，在两个有机层的界面使器件中的激子复合，这样不仅使载流子的注入速率得到了平衡，同时器件的光电性能也得到提高。

单层及双层结构的器件的发光区域都靠近金属电极，虽然它们制备的过程比较简单，但这使得非辐射复合几率变大，并且平衡不了载流子的注入，同时有较低的载流子复合几率。

这就使得器件的发光效率不高，所以在OLED中对单层和双层结构的使用越来越少。

现在在有机电致发光器件中，用的比较多的器件结构是三层结构，而最多的则是多层结构的使用。

2.2 有机电致发光器件（OLED）的发光原理有机电致发光器件中采用的各种有机材料均为共轭有机分子，依据休克尔分子轨道理论（HMO），并结合半导体理论中的能带理论，可将有机共轭分子中的最高分子占据轨道HOMO类比为能带理论中的价带顶，最低空轨道LUMO类比为导带底，这样就可采用半导体能带理论对有机电致发光进行探讨。

又由于OLED中各功能层材料不同，因此阴极金属/有机层和有机层/ITO界面都可被视为异质结，以半导体理论中的异质结理论来研究OLED的电流传输和复合，并用相关理论来模拟OLED的工作机2理。

OLED的发光原理与无机LED的发光机理相似，属注入型发光器件。

OLED发光机理及结构介绍OLED（Organic Light-Emitting Diode，有机发光二极管）是一种新型的显示技术，它采用有机薄膜材料作为发光材料，通过电流通过发光材料来产生光。

OLED技术具有低功耗、高对比度、快速响应、广视角等优点，因此被广泛应用于各种显示设备中，如智能手机、电视机、电子阅读器等。

OLED的发光机理是基于有机发光材料的电致发光原理。

OLED的结构主要由五个层次组成：玻璃基板、透明导电层、有机电致发光层、电子传输层和金属电子流层。

首先是玻璃基板，它是OLED显示器的底部结构，主要用来提供对显示器的支撑和绝缘作用。

玻璃基板上涂覆有透明导电层，该层主要由氧化锡（ITO）或氧化铟锡（ITO）等材料组成，它具有优良的导电性能。

透明导电层的主要作用是提供电压来激活OLED。

有机电致发光层是OLED发光的核心，它由有机发光分子组成。

这些有机发光分子可以根据所加电压的不同产生不同的颜色。

有机电致发光层可分为三个子层：发光层、电子输运层和空穴输运层。

发光层是有机分子的主要位置，也是光的发射处。

电子输运层和空穴输运层则用来输送电子和空穴，以确保光的发射效率。

电子输运层和空穴输运层位于有机电致发光层的两侧。

它们分别用来输送电子和空穴，以确保光的发射效率。

电子输运层和空穴输运层通常采用电子亲和力较高的分子材料和空穴亲和力较高的分子材料构成，以使电子和空穴能够有效地在有机电致发光层中运输。

金属电子流层为OLED提供了一个沿着整个层次组件运行的电流路径。

常见的金属电子流层材料有铝和钙，它们具有良好的导电性能。

总的来说，OLED的发光机理是通过施加电压激活有机薄膜材料产生光。

从结构上看，OLED由玻璃基板、透明导电层、有机电致发光层、电子传输层和金属电子流层五个层次组成。

透明导电层用于提供电压，有机电致发光层用于产生光，电子传输层和空穴传输层用于输送电子和空穴，金属电子流层用于提供电流路径。