固体发光OLED

1、自强不息 求实创新OLED的浅析研究汇报人: 杨克兵 Research on OLED2022-4-26目录研究背景1研究进展2文献一浅析3文献二浅析4参考文献5Contents3研究背景研究背景显示器u CRT 阴极射线管 Cathode Ray Tube电子枪发射高速电子 电子轰击磷光物质 图像u LCD 液晶显示器 Liquid Crystal Display 液晶 杆状水晶分子方向改变 图像u SED 表面传导电子发射显示器 Surface-conduction Electron-emitter Display碳纳米间隙 电子 图像u FED 场致电子发射显示器 field emiss

2、ion display固体表面 隧道效应产生电子 图像偏转线圈控制电压调节电子束通电与否光线折射激发电压轰击荧光粉强电场轰击荧光粉4研究背景研究背景什么是OLED?OLED (Organic Light Emitting Display , 有机发光显有机发光显示器）是指有机半导体材料和发光材料在电场驱示器）是指有机半导体材料和发光材料在电场驱动下，动下， 通过载流子注入和复合导致发光的现象，通过载流子注入和复合导致发光的现象，并采用此技术开发出的显示器。并采用此技术开发出的显示器。5OLED的研究历史(1)1963年Pope等发现有机材料单晶蒽的电致发光现象;(2)1977年Chiang等发

3、现具有高度共轭结构聚乙炔的导电特性;(3)1982年Vincett将有机电致发光的工作电压降至30V;(4)1987年Tang等人首先报道8一羟基喹啉铝(Alq3)薄膜的电致发光;(5)1990年Friend等报告在低电压下高分子PPV的电致发光现象;(6)1992年Heeger等发明用塑料作为衬底柔性高分子电致发光器件;(7)1992年Uchida等发现蓝光材料聚烷基芴;(8)1994年Burn等制备共轭_非共轭单体聚合得到的交替型嵌段共聚物;(9)1995年Fou等提出制备OLED的多层自组装技术;(10)1997年Forrest等发现电致磷光现象,突破了有机电致发光材料量子效率低于25%

4、的限制;(11)1998年Kido等实现电致发光白光;(12)1998年Hebner等发明喷墨打印法制备电致发光器件;(13)2003年交联法制备多层高分子电致发光器件研究研究进展进展6研究研究进展进展OLED 基本结构为在两电极间置放有机发光层，其中之一电极必须为透明电极，为了方便有机层所产生的光线穿透。当电流通过有机层时，电流使电洞与电子分别有正负极出发，有效率的在有机层相遇而产生发光。7研究研究进展进展单层 EL 器件的结构如图 1所示，在器件的阳极和阴极之间,只有一种或数种物质组成的发光层,这种结构在聚合物EL器件中较为常见。图 18研究研究进展进展1987年美国Kodak公司的Tan

5、g等人首先提出了双层有机膜结构,有效地解决了电子和空穴的复合区靠近电极的问题,提高了有机EL器件的效率。这种器件结构也叫DL-A型双层器件结构,如图2(a)所示。它的主要特点是发光层材料具有电子传输性,需要加入一层空穴传输材料,以调节空穴和电子注入到发光层的速率。这层空穴传输材料还起着阻挡电子的作用,使注入的电子和空穴在发光层复合。如果发光层材料具有空穴传输性质,则需要采用DL-B型双层器件结构,加入电子传输层以调节载流子的注入速率,使注入的电子和空穴在发光层复合,如图2(b)所示。9研究研究进展进展日本Adaehi26,27公司首次提出了三层器件结构,如图3所示。这种器件由空穴传输层(HTL

6、)、电子传输层(ETL)和将电能转化成光能的发光层(ELL)组成,其优点是三层功能层各行其职,HTL负责调节空穴的注入速度和注入量,ETL负责调节电子的注入速度和注入量,注入的电子和空穴在有机发光层中因库仑相互作用,结合在束缚状态中形成激子,激子衰变辐射形成光子。三层结构便于调整OLED的电光特性,对于选择材料和优化器件结构性能十分方便,是目前有机EL器件中最常采用的器件结构。图 310研究研究进展进展实际上,在器件设计中,为了优化及平衡有机EL器件的各项性能,引入多种不同作用的功能层,如图4(a)所示。主要有两种形式:一种是在两极内侧加注入层(缓冲层),注入层可以降低ITO电极和空穴传输层之

7、间的界面势垒,以增加空穴和电子的注入量。除此之外,注入层还可以增加空穴传输层与ITO电极的黏合程度、增大空穴注入接触及平衡电子和空穴注入等作用;另一种形式是增加阻挡层,电子阻挡层和空穴阻挡层往往能减小直接流过器件而不形成激子的电流,从而提高器件效率。图511文献一文献一12文献一文献一研究背景研究背景 在各种光电子器件中结合有机薄膜作为活性材料需要低成本的制造工艺和柔性器件的制造。因此，OLED在消费者市场中迅速发展起来。众所周知，为了使OLED器件实现高，需要从器件的电极有效地注入电荷。铟锡氧化物（ITO）是迄今为止最常见的用于OLED器件中的透明电极材料。ITO用作空穴注入阳极和透射光的透

8、明导体。然而，铟的稀缺导致价格的持续增加，这又导致基于ITO的器件的制造成本的增加。此外，ITO的陶瓷性质限制了其在柔性基板上的使用，并且涉及其制造的高温可损坏下部有机层，使得难以用作顶部电极。ITO的这些局限性促使科学家们寻找下一代ITO的替代品光电器件。13文献一文献一MEH-PPV研究方法研究方法在这里，我们提出了一种新的方法，该方法改变自Azulai等人使用的方法，其中催化种子的形成通过短时间暴露于通过基底背面的UV光辐射进行，开始时还原过程在基质-溶液界面附近进行。这就在单一步骤中在接近基质-溶液界面处形成MWM。此外，将所获得的纳米线电极进行简单的溶液浸渍后处理，以增加其导电性和稳

9、定性。紫外线诱导催化种子形成金属纳米线以及后处理，在本文中首次提出。透明MNWM（金属纳米网状电极）电极用于制备简单的OLED器件，以检查其与有机半导体器件的相容性并与基于ITO的器件进行比较。该装置由在MNWM底部电极上的聚2-甲氧基-5-（2-乙基己氧基）-1,4-亚苯基亚乙烯基（MEH-PPV）的旋涂层组成，然后蒸发顶部金属电极。基于MNWM的OLED器件的表征显示它们具有类似于基于ITO的装置的特性，但是具有高得多的工作装置的产量。14文献一文献一OLED器件的制作器件的制作15文献一文献一结果与讨论结果与讨论黑线显示了浸渍前的MNWM红线显示了后处理后的MNWM商业化的ITO16文献

10、一文献一结果与讨论结果与讨论浸渍2 min之后的图像50 nm的TEM图像，（a）浸渍前，（b）浸渍后17文献一文献一结果与讨论结果与讨论MNWM膜后处理之后沉积在熔凝石英基板上（a）为电流-电压曲线，（b）为光强度-电压曲线18文献一文献一结果与讨论结果与讨论19文献一文献一结果与讨论结果与讨论观察到的暗条纹图案是蒸发的顶部电极，它们中的每一个构成1 mm4 mm大小的单个OLED器件20文献一文献一结果与讨论结果与讨论“愈合愈合”21文献一文献一结论结论总之，我们报告了使用总之，我们报告了使用UV辐照触发器的辐照触发器的MNWM透明电极透明电极沉积技术沉积技术，改善，改善器件器件的的稳定性

11、和导电性。所示的稳定性和导电性。所示的MNWM电电极用于极用于OLED器件器件作为作为传统传统ITO电极的替代物电极的替代物而起而起良好良好作用作用。此外，发现基于此外，发现基于MNWM电极的电极的OLED器件具有重要的优点，器件具有重要的优点，因为短路器件可以通过使相对高的电流因为短路器件可以通过使相对高的电流通过通过“燃烧燃烧”使使它它们愈合。们愈合。用于用于R2R打印。打印。22文献二文献二23文献二文献二研究方法研究方法用低浓度的用低浓度的FeCl3的乙醇溶液作为氧化剂，在没有高温、的乙醇溶液作为氧化剂，在没有高温、真空条件和添加剂的情况下，真空条件和添加剂的情况下，苯苯二甲酸乙二醇酯

12、（二甲酸乙二醇酯（PET）基底的表面上基底的表面上聚合制造聚合制造均匀的均匀的VPP-PEDOT膜膜24文献二文献二制备制备方法方法旋涂旋涂气相聚积气相聚积装置装置PET基板基板VPP-PEDOT膜膜25文献二文献二结果与讨论结果与讨论26文献二文献二结果与讨论结果与讨论FeCl2方形晶体方形晶体的的SEM图像图像去离子水洗前去离子水洗前光学显光学显微镜图像微镜图像花枝单斜单斜27文献二文献二结果与讨论结果与讨论式中式中Rs 表示薄膜电阻表示薄膜电阻/cm /cm ，t表示薄膜的厚度表示薄膜的厚度nm洗涤后的洗涤后的SEM图像图像28文献二文献二结果与讨论结果与讨论不含聚合物边不含聚合物边缘及

13、附近缘及附近平均膜厚度平均膜厚度90 nm,膜电阻膜电阻 50 /cm/cm29结果与讨论结果与讨论随时随时间推移间推移浸渍时间浸渍时间24 h是比较好的是比较好的30文献二文献二结果与讨论结果与讨论31文献二文献二研究方法研究方法32文献二文献二结果与讨论结果与讨论33文献二文献二结果与讨论结果与讨论34文献二文献二结果与讨论结果与讨论35文献二文献二结果与讨论结果与讨论36文献二文献二结果与讨论结果与讨论37文献二文献二结论结论 总之总之，我们已经展示了一，我们已经展示了一种种简单简单的的VPP方法来制造高导电性方法来制造高导电性PEDOT膜。与膜。与VPP工艺之后的导电性相比，在工艺之后

14、的导电性相比，在H2SO4溶液中浸渍之后的导电率从溶液中浸渍之后的导电率从1500 S cm-1增增加到加到2200 S cm -1，增加，增加了了46，这几乎是报道出的使用，这几乎是报道出的使用FeCl3作为氧化剂时的最作为氧化剂时的最高值。值得注意的是，在高值。值得注意的是，在VPP-PEDOT膜的表面上可以观察到三种形态膜的表面上可以观察到三种形态，且，且正方正方形和花状形态的外观不影响膜的透明度。所设计的简单的无形和花状形态的外观不影响膜的透明度。所设计的简单的无ITO柔性柔性OLED器件器件以各种方式弯曲并且能保持稳定的亮度，显示出优异的柔性稳定性。因此，以各种方式弯曲并且能保持稳定的亮度，显示出优异的柔性稳定性。因此，本本文文制备制备的的VPP-PEDOT膜高度导电且膜高度导电且透明好透明好，能作为最近一直由，能作为最近一直由I