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复合
金属阴极 DC 电源 有机层

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C e bi q = qV-bi
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光发射
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透明阳极
衬底
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阳极
有机层
阴极
OLED制作材料
OLED制作材料包括：
空穴传输材料、电子传输材料、发光材料。 （1）空穴传输材料应满足的要求
• 具有良好的空穴传输特性，即空穴迁移率高；
• 1982年 Vincett的研究小组制备出厚度0.6 μm 膜，并观测到电致发光。
驱动电压30V， 但是器件的量子效率很低，小于1％
蒽的薄

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。
驱动电压小于10V
最大外量子效率1％ 最大亮度大于1000cd/m2
（3）杂质的影响
杂质是捕获载流子和激子非辐射衰减（生热）的中心，又可以引起 内部电场的局部畸变，因而是器件老化和蜕变得重要原因。
OLED的全彩显示
1、发光颜色
有机和聚合物发光颜色的特点：
（1）发光颜色覆盖从紫外到红外整个波段。只要改变发 色团的化学结构或发色团上取代基种类和位臵，就可实 施颜色调控； （2）色纯差。有机和聚合物的吸收光谱和发射光谱一般 都是宽带光谱，谱峰的半高宽度大约在100~200nm之间， 这是有机分子的振动能级与电子能级互相叠加的结果。 相对于无机发光材料，色纯度要差的多； （3）形成基激复合物和发生能量转移。
（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。
OLED的失效机制
OLED失效的表现形式： （1）恒定电流工作条件下，亮度、效率逐渐下降。
（2）OLEDs在一定湿度、温度 的大气环境中存放一定时间， 发光亮度、效率衰减直至发光 消失。这一过程体现出的是 OLEDs的存贮寿命。
• 具有较低的电子亲和能，有利于空穴注入； • 激发能量高于发光层的激发能量； • 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，可以用真空 蒸发法形成致密的薄膜，不易结晶。
（2）电子传输材料应满足的要求 • • • • • 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； 相对较高的电离能，有利于阻挡空穴； 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。

பைடு நூலகம்
（5）三线态电致发光材料
在有机电致发光器件中，能量转移方式：
单线态单线态 ； 单线态三线态； 三线态三线态； 三线态单线态。
对于荧光材料，它只能通过单线态单线态能量转移的方式来利用 形成的单线态激子，因此其最高内量子效率为20%，最高外量子效率 为5%。 对于磷光材料，它即能通过三线态三线态能量转移的方式来利用 形成的三线态激子，又能通过单线态单线态能量转移方式，然后经 过单线态三线态的系间窜越来利用形成的三线态激子，因此其最高 内量子效率可达100%，最高外量子效率为25%。
OLED实现彩色显示的方法：
（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。
（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。
•
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％。

近十多年里,OLED作为一种新型显示技术已经取得 了长足的发展，就器件的发光亮度、发光效率和 寿命而言，OLED器件已经基本达到了实用的要求。
（3）小分子发光材料应满足的要求 • 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；
• 具有一定的载流子传输能力。
（4）聚合物发光材料 聚合物发光材料的特性: • • • • 当短波光照射时，在390nm～780nm的可见光范围内，聚 合物粉末或溶液具有高效率的荧光； 具有较高的导电率，呈现良好的半导体特性； 具有良好的成膜特性，在几百甚至几十纳米的薄膜内基 本无针孔； 稳定性强，一般都具有良好的机械加工性能。
共轭聚合物用于电致发光的优点: • • • 可通过旋涂的方法制成大面积薄膜; 可以通过化学结构的改变或修饰来调节共轭聚合物的 电子结构、发光颜色; 虽然聚合物的导电率很低,但是发光层的厚度很薄 (10nm～100nm),所以在很低的外电压下,加在聚合物薄 膜上的电场强度也足以产生使器件发光所要求的电流密 度。 缺点：稳定性不够；寿命不长；发光效率低；成膜技术 不成熟。
（3）不管是存贮，还是工作， 所有失效的OLED都出现大量的 不发光区域——黑斑。
OLED 失效机制： （1）短路现象。 由于有机薄膜不均匀致密，从而有贯穿有机层的微型导电通道形成。 （2）黑斑的形成。 热效应——有机薄层的热不稳定性导致了黑点的形成； 有机聚合物材料的化学不稳定性——有机分子易受到氧和水的侵蚀， 丧失发光能力； 金属阴极的不稳定性——金属阴极被氧化； 金属阴极有机层界面处化学反应——水、氧和铝三者所发生的电化学 反应会释放出微量气体，造成金属阴极从有机层剥离开来。
如发光效率：>10lm/W；
稳定性：亮度为100cd/m2时，工作寿命大于10000小时； 发光寿命：绿光器件达8万小时，黄光器件达3万小时， 蓝光器件达8千小时； 目前最大尺寸：已经达到55英寸。
OLED的工作原理
OLED器件发光过程 1) 载流子注入 2) 载流子传输
3) 激子的形成
4) 辐射发光
有机电致发光显示

一、有机电致发光显示发展历程 二、OLED的工作原理
三、OLED制作材料 四、OLED的全彩显示 五、OLED的失效机制
有机电致发光显示发展历程

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。
单晶层厚度20 μm
， 驱动电压400V
创新点： （1）多功能有机层的结构；（2）超薄的有机层厚度

1990年，英国剑桥大学Cavendish实验室的Friend RH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。