OLED发光机理及结构介绍

有机发光二极管的工作机理报告人：彭晓晨背景与介绍OLED-OrganicLightEmittingDiode是以有机薄膜作为发光体的自发光显示器件。OLED已成为当今超薄、大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OLED的应用OLED器件的发光机理载流子的注入载流子的迁移电子、空穴形成激子激子辐射发光OLED器件的发光机理LUMOHUMOHOMO：最高占有分子轨道价带LUMO:最低未占有分子轨道导带OLED器件的发光机理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OLED器件工作原理多层结构器件能级示意图激子的发光过程OLED器件的发光机理发光过程能级图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OLED器件的基本结构OLED器件的基本结构单层器件结构GlasssubstrateITOLuminouslayerCathode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。OLED器件的基本结构双层器件结构特点：平衡了载流子的注入和传输，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。GlasssubstrateITOHTLCathodeETL/EMLGlasssubstrateITOHTL/EMLCathodeETLDL-ADL-BOLED器件的基本结构三层器件结构ITOHTLEMLCathodeETLGlasssubstrate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。OLED器件的基本结构多层器件结构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：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形成阳离子自由基的示意过程OLED——电子传输层材料要求：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。Alq3OLED——发光层材料要求：1.高量子效率的荧光特性，荧光光谱主要分布在400~700nm的可见光区域内2.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4.良好的热稳定性，光稳定性。OLED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。OLED器件的前景展望自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