OLED有机电致发光材料与器件

1、OLED 有机电致发光材料与器件摘要OLEDOLED有机电致发光器件的OLEDPLEDLCD，OLED具有很大优势， 可以预见在未来的显示市场，OLED必将是绝对主流产品。关键词：有机电致发光器件；OLED 显示器OLED (Organic Light Emitting Device）全名叫做有机电致发光器件，是指有其原理是用 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 一侧观察到，金属电OLED 显示器1。OLED有机电致发光显示器件的发展简史1963 New York University Pope2等第一次发现有机材料单晶蒽的电致发光现象。1982 Vincett30.6

2、1987 Kodak 电致发光的新的时代4。1990 年，英国剑桥大学 Cavendish 实验室的 Burroghes5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。1997年，PrincetonUnivForrestSR的小组发现磷光的有机电致发光材料， 100。2004 年月 5 月，Seiko Epson 发表 40 in 有机电致发光显示器，并于 2004 年下半年展出。这是有机 EL 显示器首次达到这样大的尺寸。2006 (TotalMatrix

3、 技术由剑桥显TMA 解决方案的小型被动式数组显示器，可降低至50% 的功率消耗，或者在相同的功率消耗下，得到二倍的显示亮度。2007 OLED 8 2006 50%， 是所有平板显示设备中成长最快的领域。2008年，精工爱普生公司发布了其研究成果“终极之黑”OLEDOLED 23OLED应用前景。OLED 30 100 万台以上，32 TV 5 万台左右。OLED有机电致发光显示器件的基本结构OLED 的基本结构6(如图1) 正极为一层薄而透明具导电性质的铟锡氧化物（EL）（ETL）材料产生光线，而不同的有机材料会发出不同颜色的光。注入层图1 OLED的基本结构图理想阴极是以低功函数金属作为

4、注入层，以具有较高功函数的稳定金属Mg/Ag，Li/Al）作为钝化层。输运层电子输运材料（ETM）为荧光染料化合物，应满足热稳定和表面稳定的要LUMO 能级（分子最低空轨道）应与阴极的功函数相匹配。空穴输运材料（HTM）为芳香胺化合物，应满足热稳定的要求。绝大多数HTM 用的是 TPD，最稳定的器件采用 NPB。发光层由在荧光基质材料中掺杂百分之几的荧光掺杂剂来制备。基质材料通常与ETM 或 HTM 采用的材料相同，荧光掺杂剂是热和光化学稳定的激光染料。OLED有机电致发光显示器件的发光机理如图 2 所示，有机电致发光过程通常由以下几个阶段完成6：载流子的注入：在外加电场的条件下，电子和空穴分

5、别从阴极和阳极向夹在电极之间的有机功能薄膜层注入；载流子的迁移：注入的电子和空穴分别从电子传输层和空穴传输层向发光层迁移；载流子复合：电子和空穴结合产生激子；激子的迁移：激子在电场作用下迁移，将能量传递给发光分子，并激发电子从基态跃迁到激发态；电致发光：激发态能量通过辐射跃迁失活，产生光子释放光能。图 2 OLED 载流子注入、传输、复合而发光示意图OLED有机电致发光显示器件的制作材料一般而言，有机电激发光显示器依发光材料7种类分为小分子系发光材料（Organic LightEmittingDiode，OLED）和高分子系发光材料（Ploymer Light EmittingDiode，D，

6、而这两种系列材料只是材料特性和成膜方法不同，本1OLED Kodak OLED CambridgeDisplayTechnology Kodak OLED 制造技术，主要是藉由真空热蒸镀的方式，再搭配金属屏蔽技术将材离心力均匀涂布或喷墨印刷(Ink Jet Printing)显示器之应用为目标。表 1 小分子与高分子材料比较表小分子（OLED）高分子（PLED）分子数量约数百万个，其染料 分子数量约数万至数百万个，有机材料及颜料为小分子组件。以共轭性高分子为材料的高分子组件。采真空蒸镀技术，真空蒸镀及 采Ink-Jet(喷墨)印刷涂布有机制程设备、技术 封装为关键技术。材料物质。应用范畴高单价

7、小尺寸面板。低单价的大尺寸面板。特色发光，制程简单、可制成可挠件构成只有二层投资成本低， 式面板、符合OA 轻薄短小原色彩表现不如OLED 佳，需对则。色彩偏差做补偿。1、制程设备(采溶液旋转涂布)1、容易彩色化。成本较低。2、蒸镀制程自动化技术较2可利于喷墨技术易大尺寸优点成熟。化。3、材料的合成及纯化度、3组件特性简单并可容忍较精制容易。高的电流密度与温度环境(耐热性)。1、使用真空设备，成本偏高。21、喷墨技术之墨滴均一化及缺点3大尺寸基本均一化技术未成RGB三画素定位精度不易控熟，发展大型面板受限。制，影响全彩化产品进程。42要较高驱动电压。OLED有机电致发光显示器件的特色与瓶颈液晶

8、显示器（LCD）目前可说已经取代了阴极射线管（CRT）成为显示器中的主流产品，所以新产品必须有取代 LCD 的能力，才能成为下一世代的主流。与液晶相比，OLED 具有以下突出优势：OLED 1 1/3；OLED器件为全固态机构，无真空、液体物质，抗震性好，可以适应巨大的加速度、振动等恶劣环境；OLED LCD 在大的角度观看，显示画面依然清晰可见；OLED 1000 倍40 好；LCD 1/3，成本将会更低；发光转化效率高，能耗比液晶略低一些；OLED 自发光，不需背光源（t）模块及彩色滤光片（ColorFilte。 OLED要跻身成为主流显示技术，仍面临技术上的瓶颈。OLEDOLED 产品寿

9、命只有两万小时，要达到商业化的要求，至少需要 5 万小时；OLED的色彩不均匀，原因是红绿蓝这三个画素都需要不同的驱动电压，导致色彩平衡性较差，精细度有待加强。总结与展望OLED 必将是绝对主流产品。参考文献陈金鑫, 黄孝文OLED有机电致发光材料与器件M. 清华大学出版社, 2007.PopeM,KallmannHP,MagnanteP.ElectroluminescenceinOrganicCrystalsJ. JournalofChemicalPhysics,1963,38(8):2042-2043.VincettPS,BarlowWA,HannRA,etal.Electricalconductionandlowvoltage blueelectroluminescenceinvacuum-depositedorganicfilmsJ.ThinSolidFilms, 1982,94(2):171-183.TangCW,VanslykeSA.OrganicElectroluminescentDiodesJ.AppliedPhysics Letters, 1987,51(12):913-915.BurroughesJH,BradleyDDC,BrownAR,etal.Light-emittin