OLED發(fā)光機理及結(jié)構(gòu)介紹

有機發(fā)光二極管的工作機理報告人：彭曉晨背景與介紹OLED-OrganicLightEmittingDiode是以有機薄膜作為發(fā)光體的自發(fā)光顯示器件。OLED已成為當今超薄、大面積平板顯示器件研究的熱門OLED技術(shù)具有下列優(yōu)越的使用特性自發(fā)光器件，高亮度，高發(fā)光效率全固態(tài)組件，抗震性好，能適應(yīng)惡劣環(huán)境可以做得很薄―厚度為目前液晶的1/3高對比度、微秒級反應(yīng)時間、超廣視角、低功率消耗可制成彎曲面板目前OLED技術(shù)具有的不足量產(chǎn)技術(shù)普遍不足色彩純度不足，純色發(fā)光元件壽命仍短大尺寸開發(fā)技術(shù)仍待加強OLED的應(yīng)用OLED器件的發(fā)光機理載流子的注入載流子的遷移電子、空穴形成激子激子輻射發(fā)光OLED器件的發(fā)光機理LUMOHUMOHOMO：最高占有分子軌道價帶LUMO:最低未占有分子軌道導帶OLED器件的發(fā)光機理電子和空穴在有機材料中的跳躍傳輸給體：失電子能力強的分子受體：得電子能力強的分子OLED器件工作原理多層結(jié)構(gòu)器件能級示意圖激子的發(fā)光過程OLED器件的發(fā)光機理發(fā)光過程能級圖OLED單層器件結(jié)構(gòu)三層器件結(jié)構(gòu)多層器件結(jié)構(gòu)雙層器件結(jié)構(gòu)OLED器件的基本結(jié)構(gòu)OLED器件的基本結(jié)構(gòu)單層器件結(jié)構(gòu)GlasssubstrateITOLuminouslayerCathode特點：大多數(shù)有機材料都是單極性的，載流子的注入很不平衡；載流子遷移率差距很大，發(fā)光區(qū)域靠近電極導致淬滅。OLED器件的基本結(jié)構(gòu)雙層器件結(jié)構(gòu)特點：平衡了載流子的注入和傳輸，有利于提高載流子復合效率；與單層器件相比，雙層器件的電子和空穴注入都比較容易，器件驅(qū)動電壓也顯著降低。GlasssubstrateITOHTLCathodeETL/EMLGlasssubstrateITOHTL/EMLCathodeETLDL-ADL-BOLED器件的基本結(jié)構(gòu)三層器件結(jié)構(gòu)ITOHTLEMLCathodeETLGlasssubstrate特點：可將載流子復合區(qū)域較好地限制在器件中部的EML內(nèi)，提高了復合效率并防止了電極對激子的猝滅每層分別起一種作用，可選擇材料的范圍比較寬泛，器件的優(yōu)化也較為容易，是目前OLED最常用的一種結(jié)構(gòu)。OLED器件的基本結(jié)構(gòu)多層器件結(jié)構(gòu)ITO空穴阻擋層陰極電子注入層玻璃襯底電子傳輸層發(fā)光層電子阻擋層空穴傳輸層空穴注入層特點：可以使電子及空穴躍遷時所跨越的能級障礙最小。劣勢在于納米尺度的薄膜結(jié)構(gòu)，工藝復雜，重復性差，不利于大規(guī)模生產(chǎn)。層數(shù)多，必然導致膜過厚，其結(jié)果是器件的驅(qū)動電壓太高，失去實用價值OLED——空穴注入（HIL）材料空穴注入層可以降低ITO電極與空穴傳輸層之間的界面勢壘，增加ITO與空穴傳輸層的黏合程度，增大空穴注入接觸等。OLED——空穴傳輸材料要求：1.具有較高的熱穩(wěn)定性2.與陽極形成小的勢壘3.能真空蒸鍍形成無針孔的薄膜三苯胺TPA和TPB形成陽離子自由基的示意過程OLED——電子傳輸層材料要求：1.具有大的電子親和勢和高的電子遷移率2.材料的穩(wěn)定性好，能形成統(tǒng)一緊密的薄膜3.材料具有高的激發(fā)態(tài)能級，能有效避免激發(fā)態(tài)的能量傳遞，使激子復合區(qū)在發(fā)光層而不是在電子傳輸層。Alq3OLED——發(fā)光層材料要求：1.高量子效率的熒光特性，熒光光譜主要分布在400~700nm的可見光區(qū)域內(nèi)2.良好的半導體特性，即具有高的導電率。3.良好的成膜性，在幾十納米厚度的薄層中不產(chǎn)生針孔4.良好的熱穩(wěn)定性，光穩(wěn)定性。OLED研究進展近年來，OLED技術(shù)飛速發(fā)展。2001年，索尼公司研制成功12英寸全彩OLED顯示器，證明了OLED可以用于大型平板顯示。2002年，日本三洋公司與美國柯達公司聯(lián)合推出了采用有源驅(qū)動OLED顯示的數(shù)碼相機，標志著OLED的產(chǎn)業(yè)化又邁出了堅實的一步。2007年，日本索尼公司推出了11英寸的OLED彩色電視機，率先實現(xiàn)OLED在中大尺寸特別是在電視領(lǐng)域的應(yīng)用突破。除了在顯示領(lǐng)域的應(yīng)用，白光OLED作為一種新型的固態(tài)光源也得到了廣泛關(guān)注。2006年柯尼卡美能達技術(shù)中心開發(fā)成功了1000cd/m2初始亮度下發(fā)光效率64lm/W亮度半衰期約1萬小時的OLED白色發(fā)光器件，展示了OLED在大面積平板照明領(lǐng)域的前景。OLED器件的前景展望自1987年鄧青云發(fā)明OLED以來，短短二十幾年時間里，OLED在材料、器件及產(chǎn)品化等方面取得了重大突破，推動了顯