OLED发光机理及结构介绍

1、报告人： 彭晓晨 OLED - Organic Light Emitting Diode 是以有机薄膜作为发光体的自发光显示器件。是以有机薄膜作为发光体的自发光显示器件。OLEDOLED已成为当今超薄、大已成为当今超薄、大 面积平板显示器件研究的热门面积平板显示器件研究的热门 OLED技术具有下列优越的使用特性 自发光器件，高亮度，高发光效率 全固态组件，抗震性好，能适应恶劣环境 可以做得很薄厚度为目前液晶的1/3 高对比度、微秒级反应时间、超广视角、低功率消耗 可制成弯曲面板 目前OLED技术具有的不足 量产技术普遍不足 色彩纯度不足，纯色发光元件寿命仍短 大尺寸开发技术仍待加强 载流子的注

2、入 载流子的迁移 电子、空穴形成激子 激子辐射发光 LUMO HUMO HOMO：最高占有分子轨道 价带 LUMO: 最低未占有分子轨道 导带 电子和空穴在有机材料中的跳跃传输 给体：失电子能力强的分子 受体：得电子能力强的分子 多层结构器件能级示意图 发光过程能级图 OLED 单层器件 结构 三层器件 结构 多层器件 结构 双层器件 结构 单层器件结构 Glass substrate ITO Luminous layer Cathode 特点： 大多数有机材料都是单极性的，载 流子的注入很不平衡； 载流子迁移率差距很大，发光区域 靠近电极导致淬灭。 双层器件结构 特点： 平衡了载流子的注入和

3、传输，有利于提高载流子复合效率； 与单层器件相比，双层器件的电子和空穴注入都比较容易，器件驱动电 压也显著降低。 Glass substrate ITO HTL Cathode ETL/EML Glass substrate ITO HTL/EML Cathode ETL DL-A DL-B 三层器件结构 ITO HTL EML Cathode ETL Glass substrate 特点： 可将载流子复合区域较好地限制 在器件中部的EML内，提高了复合 效率并防止了电极对激子的猝灭 每层分别起一种作用，可选择材 料的范围比较宽泛，器件的优化 也较为容易，是目前OLED最常用 的一种结构。 多

4、层器件结构 ITO 空穴阻挡层 阴极 电子注入层 玻璃衬底 电子传输层 发光层 电子阻挡层 空穴传输层 空穴注入层 特点： 可以使电子及空穴跃迁时所跨越的能 级障碍最小。 劣势在于纳米尺度的薄膜结构，工艺 复杂，重复性差，不利于大规模生产。 层数多，必然导致膜过厚，其结果是 器件的驱动电压太高，失去实用价值 OLED空穴注入（HIL）材料 空穴注入层可以降低ITO电极与空穴传输层之间的界面势垒，增加ITO与空 穴传输层的黏合程度，增大空穴注入接触等。 OLED空穴传输材料 要求：要求： 1.具有较高的热稳定性 2.与阳极形成小的势垒 3.能真空蒸镀形成无针孔的薄膜 三苯胺TPA和TPB形成阳离

5、子自由基的示意过程 OLED电子传输层材料 要求要求： 1.具有大的电子亲和势和高的电子迁移率 2.材料的稳定性好，能形成统一紧密的薄膜 3.材料具有高的激发态能级，能有效避免激发态的能量传递， 使激子复合区在发光层而不是在电子传输层。 Alq3 OLED发光层发光层材料 要求：要求： 1.高量子效率的荧光特性，荧光光谱主要分布在高量子效率的荧光特性，荧光光谱主要分布在400700nm 的可见光区域内的可见光区域内 2.良好的半导体特性，即具有高的导电率。良好的半导体特性，即具有高的导电率。 3.良好的成膜性，在几十纳米厚度的薄层中不产生针孔良好的成膜性，在几十纳米厚度的薄层中不产生针孔 4.

6、良好的热稳定性，光稳定性。良好的热稳定性，光稳定性。 OLED研究进展研究进展 近年来，OLED 技术飞速发展。 2001年，索尼公司研制成功12英寸全彩OLED显示器，证明了 OLED可以用于大型平板显示。 2002年，日本三洋公司与美国柯达公司联合推出了采用有源 驱动OLED显示的数码相机，标志着OLED的产业化又迈出了坚 实的一步。 2007年，日本索尼公司推出了11英寸的OLED彩色电视机，率 先实现OLED在中大尺寸特别是在电视领域的应用突破。 除了在显示领域的应用，白光OLED作为一种新型的固态光源 也得到了广泛关注 。 2006年柯尼卡美能达技术中心开发成功了1000cd/m2初始亮度 下发光效率64lm/W亮度半衰期约1万小时的OLED白色发光器件， 展示了OLED在大面积平板照明领域的前景。 自1987年邓青云发明OLED以来，短短二十几年时间里， OLED在材料、器件及产品化等方面取得了重大突破，推 动了显示及照明产业