暨南大学研究生课程论文论文题目：有机发光二极管显示研究现状与发展学院：理工学院学系：物理系专业：物理电子学课程名称：发光与显示技术学生姓名：汤华清学号：1034234006指导教师：刘彭义2011年06 月15 日有机发光二极管显示研究现状与发展汤华清（暨南大学物理系,广州510632）摘要：有机电致发光二极管( OLED) 因其白光材料的多样性、制程的简单性和成本低廉性, 特别是其面光源的属性, 相较于电致发光二极管( LED) 的点光源, 更有望成为未来显示器件的主角。

本文介绍OLED 显示技术的最新进展, 分别阐述了OLED的显示原理，分类及优缺点。

OLED器件的显示材料,OLED制备的核心工艺与技术, 其中包括氧化铟锡（ITO）基片的清洗和预处理、阴极隔离柱制备、有机功能薄膜和金属电极的制备、彩色化技术、封装技术、显示驱动技术。

并简要介绍了OLED技术的应用前景。

Abstract:Because the organic electroluminescence diode (OLED) its white light material's multiplicity, the system regulation's simplicity and cost inexpensive, specially its photo source's attribute, compares in the electroluminescence diode (LED) the point source, will become in the future display device's lead hopefully. This article introduced that the OLED display technology the newest progress, elaborated the OLED display principle separately, the classification and the good and bad points. , OLED component's demonstration material, OLED preparation core craft and technology, including the indium oxide tin (ITO) the substrate clean and the pretreatment, the negative pole insulated column preparation, the organic function thin film and metal electrode's preparation, the multicolored technology, the seal technology, the demonstration actuation technology. And introduced the OLED technology application prospect briefly.关键词：OLED；显示技术；发光元件；彩色化技术；驱动电路1.引言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、工作范围宽、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。

2.OLED概述2.1 OLED发展过程1963年Pope发表了世界上第一篇有关OLED的文献，当时使用数百伏电压，加在有机芳香族Anthracene（葸）晶体上时，观察到发光现象。

但由于电压过高，发光效率低，未得到重视。

直到1987年伊士曼柯达公司的C.W. Tang及Steve Van Slyke等人发明以真空蒸镀法制成多层式结构的OLED器件后，研究开发才活越起来。

同年，英国剑桥大学卡文迪许实验室的Jeremy Burroughes证明高分子有机聚合物也有电致发光效应。

1990年英国剑桥大学的Friend等人成功的开发出以涂布方式将多分子应用在OLED上，即Polymer（多聚物，聚和物） LED，亦称PLED。

不但再次引发第二次研究热潮，更确立了OLED在二十一世纪产业中所占的重要地位。

近年来有源OLED（TFT－OLED）成为研究热点。

OLED所用的TFT需采用多晶硅技术，与LCD所用的TFT有很大差别。

OLED与低温多晶硅技术结合使得开发较大尺寸的显示屏成为可能。

OLED的应用大概可以分为三个阶段：（1）1997-2001年，OLED的试验阶段，在这个阶段，OLED开始走出实验室，主要应用在汽车音响面板，PDA手机上。

但产量非常有限，产品规格也很少，均为无源驱动，单色或区域彩色，很大程度上带有试验和试销性质。

2001年全球销售额仅1.5亿美元。

（2）2002－2005年，OLED的成长阶段，这个阶段人们将能广泛接触到带有OLED的产品，包括车载显示器，PDA、手机、DVD、数码相机、头盔用微显示器和家电产品。

产品正式走入市场，主要是进入传统LCD、VFD等显示领域。

仍以无源驱动、单色或多色显示、10英寸以下面办为主，但有源驱动的、全彩色和10英寸以上面板也开始投入使用。

（3）2005年以后，OLED的成熟阶段，随着OLED产业化技术的日渐成熟，OLED将全面出击显示器市场并拓展属于自己的应用领域。

其各项技术优势将得到充分发掘和发挥。

2.2 OLED显示原理图1.：OLED结构图OLED的基本结构（如图1.所示）是由一薄而透明具半导体特性之铟锡氧化物(ITO)，与电力之正极相连，再加上另一个金属阴极，包成如三明治的结构。

整个结构层中包括了：空穴传输层(HTL)、发光层(EL)与电子传输层(ETL)。

当电力供应至适当电压时，正极空穴与阴极电荷就会在发光层中结合，产生光亮，依其配方不同产生红、绿和蓝RGB三原色，构成基本色彩。

OLED的特性是自己发光，不像TFT LCD需要背光，因此可视度和亮度均高，其次是电压需求低且省电效率高，加上反应快、重量轻、厚度薄，构造简单，成本低等，被视为21世纪最具前途的产品之一。

有机发光二极体的发光原理和无机发光二极体相似。

当组件受到直流电所衍生的顺向偏压时，外加之电压能量将驱动电子与空穴分别由阴极与阳极注入组件，当两者在传导中相遇、结合，即形成所谓的电子-空穴复合。

而当化学分子受到外来能量激发后，若电子自旋和基态电子成对，则为单重态，其所释放的光为所谓的荧光；反之，若激发态电子和基态电子自旋不成对且平行，则称为三重态，其所释放的光为所谓的磷光。

发光过程通常由５个阶段完成：（１）在外加电场作用下载流子的注入：电子和空穴分别从阴极和阳极向夹在电极之间的有机功能薄膜注入。

（２）载流子迁移：注入的电子和空穴分别从电子输送层和空穴输送层向发光层迁移。

（３）载流子复合：电子和空穴复合产生激子。

（４）激子迁移：激子在电场作用下迁移，能量传递给发光分子，并激发电子从基态跃迁到激发态。

（５）电致发光：激发态能量通过辐射跃迁产生光子。

当电子的状态位置由激态高能阶回到稳态低能阶时，其能量将分别以光子或热能的方式放出，其中光子的部分可被利用当作显示功能；然有机荧光材料在室温下并无法观测到三重态的磷光，故PM-OLED组件发光效率之理论极限值仅25%。

PM-OLED发光原理是利用材料能阶差，将释放出来的能量转换成光子，所以我们可以选择适当的材料当作发光层或是在发光层中掺杂染料以得到我们所需要的发光颜色。

此外，一般电子与电洞的结合反应均在数十纳秒（ns）内，故PM-OLED的应答速度非常快。

P.S.：PM-OLEM的典型结构。

典型的PM-OLED由玻璃基板、ITO（indium tin oxide；铟锡氧化物）阳极、有机发光层）与阴极等所组成，其中，薄而透明的ITO阳极与金属阴极如同三明治般地将有机发光层包夹其中，当电压注入阳极的空穴与阴极来的电子在有机发光层结合时，激发有机材料而发光。

而目前发光效率较佳、普遍被使用的多层PM-OLED结构，除玻璃基板、阴阳电极与有机发光层外，尚需制作空穴注入层、空穴传输层、电子传输层与电子注入层等结构，且各传输层与电极之间需设置绝缘层，因此热蒸镀加工难度相对提高，制作过程亦变得复杂。

由于有机材料及金属对氧气及水气相当敏感，制作完成后，需经过封装保护处理。

PM-OLED虽需由数层有机薄膜组成，然有机薄膜层厚度约仅1,000～1,500A°（0.10～0.15 um），整个显示板在封装加干燥剂后总厚度不及200um（2mm），具轻薄之优势。

2.3 OLED分类以OLED使用的有机发光材料来看，一是以染料及颜料为材料的小分子器件系统，另一则以共轭性高分子为材料的高分子器件系统。

同时由于有机电致发光器件具有发光二极管整流与发光的特性，因此小分子有机电致发光器件亦被称为OLED(Organic Light Emitting Diode)，高分子有机电致发光器件则被称为PLED (Polymer Light-emitting Diode)。

小分子及高分子OLED在材料特性上可说是各有千秋，但以现有技术发展来看，如作为监视器的信赖性上，及电气特性、生产安定性上来看，小分子OLED现在是处于领先地位，当前投入量产的OLED组件，全是使用小分子有机发光材料。

OLED按照驱动方式不同也可分为两种：有源驱动（AM-OLED）方式和无源驱动方式（PM-OLED）随着OLED技术的发展，产生了很多新的分类方法或新型器件：柔韧性OLED，顶部发射OLED，磷光OLED、微显示OLED、白光OLED、层叠结构OLED等。

2.4 OLED的优缺点2.4.1、OLED的优点1、厚度可以小于1毫米，仅为LCD屏幕的1/3，并且重量也更轻；2、固态机构，没有液体物质，因此抗震性能更好，不怕摔；3、几乎没有可视角度的问题，即使在很大的视角下观看，画面仍然不失真；4、响应时间是LCD的千分之一，显示运动画面绝对不会有拖影的现象；5、低温特性好，在零下40度时仍能正常显示，而LCD则无法做到；6、制造工艺简单，成本更低；7、发光效率更高，能耗比LCD要低；8、能够在不同材质的基板上制造，可以做成能弯曲的柔软显示器。

2.4.2、OLED的缺点1、寿命通常只有5000小时，要低于LCD至少1万小时的寿命；2、不能实现大尺寸屏幕的量产，因此目前只适用于便携类的数码类产品；3.OLED显示材料有机材料的特性深深地影响元件之光电特性表现。