有机电致发光显示技术.ppt

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1、第7章新型光电显示技术7.1有机电致发光器件7.1.1有机电致发光显示器件的发展简史有机电致发光显示，又称为有机发光二极管（OrganicLightEmittingDiode，OLED）。1963年NewYorkUniv.的Pope等第一次发现有机材料单晶蒽的电致发光现象。1982年Vincett的研究小组制备出厚度0.6蒽的薄膜，并观测到电致发光。存在问题（1）单层器件;（2）驱动电压高；（3）器件效率低光电子技术精品课程1987年Kodak公司的邓青云等采用了夹层式的多层器件结构，开创了有机电致发光的新的时代。以8-羟基铝喹啉为发光材料（ALq3)，把载流

2、子传输层引入到有机EL器件，并采用超薄膜技术和低功函数碱金属做注入电极，得到了直流驱动电压低（<10伏），发光亮度高（1000cd/m2)和发光效率高(1.5lm/w)的有机电致发光器件。光电子技术精品课程1990年，英国剑桥大学Cavendish实验室的Burroghes等人首次采用共轭聚合物聚对苯撑乙烯（PPV，polyphenylenevinylene)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，PrincetonUniv.ForrestSR的小组发现磷光的有机电致发光材料，使得有机电致发光

3、器件的内量子效率可能到达100％。光电子技术精品课程OLED的基本结构是由一薄而透明具半导体特性的铟锡氧化物(ITO)，与正电极（阳极）相连，负极则与另一个金属阴极相连，中间是发光材料，形成一种类似三明治的结构。7.1.2有机电致发光显示器件的构造原理基本结构层包括：空穴传输层(HTL)、发光层(EL)与电子传输层(ETL)光电子技术精品课程有机发光二极管在直流正向偏压作用下，外加电压能量将驱动电子（Electron）与空穴（Hole）分别由阴极与阳极注入，两者在传导中相遇、结合，形成所谓的电子-空穴复合对（Electron-HoleCapture），化学分子

4、受到外来能量激发后，若电子自旋和基态电子成对，则称为单重态（Singlet），其所释放的光为荧光（Fluorescence）；若激发态电子和基态电子自旋不成对且平行，则称为三重态（Triplet），其所释放的光为磷光（Phosphorescence）光电子技术精品课程(1)注入层理想阴极是以低功函数金属作为注入层，以具有较高功函数的稳定金属Mg/Ag,Li/Al）作为钝化层。阳极是由透明或半透明导体制成的。ITO玻璃表面电阻很容易在80Ω/以下。理想的OLED需要表面粗糙度小的高质量玻璃基片。光电子技术精品课程(2)输运层电子输运材料（ETM）：荧光染料化合物

5、。必须热稳定和表面稳定，有机金属络合物具有足够的热稳定性。为了保证有效的电子注入，ETM的LUMO能级（分子最低空轨道）应与阴极的功函数相匹配。Alq被广泛用于绿光EL，Balq和DPVBi则被广泛应用于蓝光EL。空穴输运材料（HTM）属于一类芳香胺化合物。必须热稳定性要好。绝大多数HTM用的是TPD（Tg＝60°C），最稳定的器件采用NPB（Tg＝100°C）。光电子技术精品课程(3)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。荧光染料必须具有较高的量子效率和足够的

6、热稳定性，升华而不会分解。“芘”作为蓝光发射层的掺杂剂；“MQA”作为绿光发射层的掺杂剂；“红荧烯”为黄光发射层的掺杂剂；“DCM”为橙红色光发射层的掺杂剂。光电子技术精品课程单层EL器件结构图（1）单层结构在器件的正极和负极间，制作有一种或多种物质组成的发光层。单层器件的发光层厚度通常在100nm。优点：制备方法简单。缺点：A.复合发光区靠近金属电极而靠近金属电极处缺陷多，非辐射复合几率大，而且该处的高电场容易产生发光淬灭；B.由于两种载流子注入不平衡，载流子的复合几率比较低，因而影响器件的发光效率。光电子技术精品课程DL-A型双层EL器件结构图（2）双层器

7、件结构双层有机膜结构，有效地解决电子和空穴的复合区远离电极和平衡载流子注入速率问题，使有机EL的研究进入了一个新阶段。他们的器件结构也叫DL-A型双层结构。主要特点:发光层材料具有电子传输性，需要加入一层空穴传输材料去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处发生复合。光电子技术精品课程DL-B型双层EL器件结构图如果发光层材料具有空穴传输性质，就需要使用DL-B型双层结构，即需要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是在发光层处复合。光电子技术精品课程三层EL器件结构图（3）三层器件

8、结构由空穴传输层（HTL）、电子传输层