13Lecture13_OLED层状结构原理
OLED器件结构与发光机理
OLED器件结构与发光机理OLED（Organic Light Emitting Diode，有机发光二极管）是一种使用有机材料作为发光材料的显示器件。
它由发光层、电流传输层和阳极、阴极等多个层次构成。
OLED器件结构主要包括底层和上层结构。
底层结构由底电极、电沉积聚合材料层、有机发光层、电荷传输层和顶电极构成。
底电极一般采用具有透明性的材料，如ITO（锡氧化铟）薄膜。
有机发光层是OLED最重要的部分，它是由光电材料组成的，包括发光材料和载流子传输材料。
电荷传输层通常位于有机发光层和电荷注入层之间，用于增强载流子传输和均衡电荷。
顶电极可以是金属膜、半透明金属膜或透明导电氧化物膜。
OLED发光机理是基于有机半导体材料的特性，通过在有机发光层中施加电场来激发载流子，进而发生电子与空穴的复合产生光子的过程。
OLED发光机制主要有两种类型：有机発光二极管（Organic Light Emitting Diode，OLED）和薄膜结构OLED（Thin Film Structure OLED，TWOLED）。
有机发光二极管（OLED）的发光机理通过空穴冲击电子复合产生激子，进而产生光子。
当电流通过正极（阳极）注入有机发光层时，电子从阴极传输到有机发光层，空穴从有机发光层传输到阳极。
当空穴和电子在有机发光层中相遇时，它们会组合成激子。
激子会通过能量耗散机制发射光子，产生可见光。
薄膜结构OLED（TWOLED）的发光机理则是通过电荷复合产生轴向光子和平行光子。
轴向光子主要是空穴通过有机薄膜的外部向前传播后与电子相遇产生复合，产生的光子从薄膜的垂直方向发出。
平行光子主要是空穴与电子的正方向进行复合，产生的光子从薄膜的平行方向发出。
两种发光机理都是通过电子与空穴的复合产生光子来实现OLED的发光。
OLED器件结构和发光机理的优势在于材料可塑性高、分辨率高、对比度高、透明度高、颜色饱和度高等特点。
因此，OLED被广泛应用于各种显示设备中，如手机、电视、显示屏、车载显示等领域。
OLED显示结构及发光原理
OLED显示结构及发光原理OLED（有机发光二极管）是一种基于有机分子的发光技术，它具有极高的色彩细腻度、对比度和视角范围，被广泛应用于显示领域。
OLED显示结构是由一系列的有机材料薄膜组成，它们在电流作用下发出光。
下面将详细介绍OLED的显示结构和发光原理。
1. 基底层（Substrate Layer）：一般是透明的玻璃或塑料基底，可提供强度和支持。
2. 阳极层（Anode Layer）：位于基底层之上，主要由导电材料构成，如ITO（透明导电氧化铟锡）等。
阳极层提供正极电流以激发有机发光材料。
3. 有机发光层（Organic Emitter Layer）：是OLED显示结构的核心部分。
它由有机发光材料构成，可以分为不同的层次，例如发光层、空穴传输层和电子传输层。
发光层是OLED的主要部分，有机分子在电流的作用下发光。
4. 电子传输层（Electron Transport Layer）和空穴传输层（Hole Transport Layer）：这两层主要负责正、负电荷的输送，并帮助控制电子和空穴的复合过程，从而产生发光效果。
5. 阴极层（Cathode Layer）：位于有机发光层的顶部，由电子传输材料构成。
阴极层具有低电子亲和能力，使电子能够输送到有机发光层并与空穴复合，产生发光效果。
OLED的发光原理是通过电流激活有机发光材料，使其发射光子。
OLED中的有机发光材料是半导体材料，其分子结构中含有共轭键，当给予其中一个分子一个光子激发，它将处于一个激发态。
然后，这个高能激发态分子会与一个低能激发态分子发生共振作用，将能量传递给低能激发态分子。
低能激发态分子进一步传递给阴极层，与电子复合，从而产生光子发射。
通过调节电流的大小，可以控制有机发光材料的亮度。
此外，通过使用不同类型的有机分子，可以实现不同颜色的发光，例如红色、绿色和蓝色。
通过将这些颜色的OLED像素排列成一个矩阵，就可以构成彩色OLED显示屏。
oled的内部结构和控制原理
oled的内部结构和控制原理
OLED（Organic Light Emitting Diode）是一种有机发光二极管
技术。
它由一系列的有机材料层组成，这些材料在通电的情况下会发光。
OLED显示器是由数百万个这样的OLED组件组成的，每个组件都可以发出自己的光。
OLED的内部结构包括以下层：
1. 透明底座层：通常由玻璃或塑料制成，提供显示器的基础支撑结构。
2. 发光层（有机发光材料层）：这一层包含有机发光材料，如聚合物或小分子有机化合物。
当通电时，这些材料会发出自己的光。
3. 电子传输层：这一层用于传输电子，并帮助调节电荷的运动。
这些层通常由导电聚合物或有机小分子材料制成。
4. 包埋层（阴极）：这一层位于OLED的顶部，并用于向OLED提供电子。
通常使用的材料有铝、钙等。
5. 透明电极层（阳极）：这一层位于OLED的底部，并用于
收集电子。
它通常由氧化物导电材料制成，如ITO（铟锡氧化物）。
OLED的控制原理是通过在OLED的不同部分施加电压来实现。
当施加适当的电压时，电子从阴极流到阳极，经过发光层时激
发有机材料产生光。
通过调整施加的电压，可以控制电子的流动和光的亮度，从而实现对OLED显示的控制。
相比于液晶显示器，OLED显示器具有较高的响应速度、较低的能耗和更广的视角。
这使得OLED技术在智能手机、电视和其他显示器应用中得到广泛应用。
OLED结构及发光原理
OLED结构及发光原理OLED的原文是Organic Light Emitting Diode，中文意思就是“有机发光显示技术”。
其原理是在两电极之间夹上有机发光层，当正负极电子在此有机材料中相遇时就会发光。
一、OLED的结构OLED的基本结构是在铟锡氧化物（ITO）玻璃上制作一层几十纳米厚的有机发光材料作发光层，发光层上方有一层低功函数的金属电极，构成如三明治的结构。
OLED的基本结构主要包括：基板（透明塑料、玻璃、金属箔）——基层用来支撑整个OLED。
阳极（透明）——阳极在电流流过设备时消除电子（增加电子“空穴”）。
空穴传输层——该层由有机材料分子构成，这些分子传输由阳极而来的“空穴”。
发光层——该层由有机材料分子（不同于导电层）构成，发光过程在这一层进行。
电子传输层——该层由有机材料分子构成，这些分子传输由阴极而来的“电子”。
阴极（可以是透明的，也可以不透明，视OLED类型而定）——当设备内有电流流通时，阴极会将电子注入电路。
二、OLED的发光原理OLED是双注入型发光器件，在外界电压的驱动下，由电极注入的电子和空穴在发光层中复合形成处于束缚能级的电子空穴对即激子，激子辐射退激发发出光子，产生可见光。
为增强电子和空穴的注入和传输能力，通常在ITO与发光层之间增加一层空穴传输层，在发光层与金属电极之间增加一层电子传输层，从而提高发光性能。
其中，空穴由阳极注入，电子由阴极注入。
空穴在有机材料的最高占据分子轨道（HOMO）上跳跃传输，电子在有机材料的最低未占据分子轨道（LUMO）上跳跃传输。
OLED的发光过程通常有以下5个基本阶段：载流子注入：在外加电场作用下，电子和空穴分别从阴极和阳极向夹在电极之间的有机功能层注入。
载流子传输：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：电子和空穴注入到发光层后，由于库伦力的作用束缚在一起形成电子空穴对，即激子。
激子迁移：由于电子和空穴传输的不平衡，激子的主要形成区域通常不会覆盖整个发光层，因而会由于浓度梯度产生扩散迁移。
OLED基本原理演示幻灯片
OLED基本原理演示幻灯片OLED（Organic Light Emitting Diodes，有机发光二极管）是一种非常先进的显示技术，可应用于智能手机、电视、电脑显示屏等领域。
OLED通过有机材料的发光原理来实现显示效果，以下将为您详细介绍OLED的基本原理。
第一张幻灯片：什么是OLED？-OLED是由有机发光材料构成的一种光电显示技术。
-OLED以自发光的方式来发出光线，不需要背光源，因此可以实现更轻薄、更灵活的显示器。
第二张幻灯片：OLED的基本结构-OLED由多个层次的有机材料构成。
-最底层是底部电极，通常由透明材料或金属制成。
-中间层是有机发光材料，这些材料可以通过不同的掺杂来实现不同的发光颜色。
-最上面是透明阳极层，能够增强电子注入效率，并保护下面的层次。
第三张幻灯片：OLED的工作原理- 当电流通过底部电极时，它会使得有机发光材料中的电子和空穴结合形成一个激子（exciton）。
-激子处于高能态，通过失去一定的能量而变为低能态，这个过程伴随着光子的释放，即发光。
-发光的颜色取决于中间层的有机发光材料，并可以通过掺杂不同的材料来实现多种颜色。
第四张幻灯片：OLED的优点-高对比度：OLED能够提供非常高的对比度，使显示图像更加清晰。
-宽视角：OLED具有广泛的视角，即在不同角度下仍然能够保持良好的显示效果。
-快速响应时间：OLED显示器的响应时间非常短，可以实现快速的画面刷新。
-薄型柔性：由于OLED不需要背光源，因此可以制造更加薄型、柔性的显示器。
第五张幻灯片：OLED的应用-智能手机：OLED广泛应用于智能手机的屏幕上，因为它能够提供更好的视觉效果和更低的功耗。
-电视和电脑显示屏：OLED也被广泛用于电视和电脑显示屏上，以提供更高的画质和更广的视角。
-汽车显示器：OLED逐渐被应用于汽车仪表盘和中控屏幕上，因为它可以提供更好的展示效果。
第六张幻灯片：OLED的未来发展-OELD的技术仍在不断发展中，未来可能会出现更高的分辨率、更低的功耗和更长的寿命。
OLED各层结构简介
OLED 各層介紹—Cathode(陰極)
材料的要求/功能: 1.低功函數 2.功函數與電子注入層或電子傳輸層匹配 3.高導電性 4.化性安定
常見材料: 鋁鎂合金(Mg/Ag) 鋁鋰合金(Al/Li)
金屬易產生自由電子，電子 於陰極a產生後經由路徑b將 電子轉移至電子注入層或電 子傳輸層中
C-545T(綠光)
DCJTB (紅光)
Perylene (藍光)
磷光與螢光
當電子吸收能量從基態躍遷至激態後，若馬上從躍回至基態的話，此時放出的光 為螢光，但若無法馬上回到基態(因電子相位等因素)而有做intersection crossing 後再回到基態的話，此時發出的光稱為磷光，通常磷光的lifetime比較長，且能量 較螢光低
OLED 各層材料 簡介
2013.12.18
Outline
一. OLED發光原理 二. OLED結構 三. 各層材料說明
OLED 發光原理
OLED元件是將具有通電發光特性之有機材料夾在兩片電極之間，對此元件施加電 壓，驅使電子與電洞分別由陰極與陽極注入。當電子與電洞在發光層中相遇再結合 ，將產生激子，並進一步激發發光層中的發光分子。處於激發態的發光分子，將很 快回到其基本態，並在此過程中，放出能量，有部分是以光的形式出現。
磷光材料簡介
能夠將激態電子的三重態以磷光方式發光的材料均是有機金屬化合物，其中中心金 屬均是過渡金屬，如：鋨(Os)、銥(Ir)、鉑(Pt)、銪(Eu)、釕(Ru)等
Green
Blue
Red
OLED 各層介紹—ETL(電子傳輸層)
材料的要求/功能: 1.傳輸電子 2.陰極修正作用 3.載子侷限作用(僅電子容易傳輸) 4.功函數與電子注入層及發光層匹配
OLED 各层结构简介
5.表面型態平整
ITO 比 m-MTDATA 易 形 成 電 洞 ， a 形 成電洞後經由路徑b將電洞轉移至電 洞注入層或電洞傳輸層
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OLED 各層介紹—HIL(電洞注入層)
材料的要求/功能: 1.功函數與陽極材料“匹配” 2.與陽極材料及電洞傳輸層的附著性 良好 3.表面型態穩定，平整
常見的電洞注入層材料: ➢ 青花化物(Phthalocyanines) eg.CuPc ➢ 濺度碳膜(Sputtered Carbon) ➢ 導電高分子(Conductive polymers)
NPB
TPD
-
1-TNATA
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OLED 各層介紹—EML(發光層)
材料的要求/功能： 換侷限層) 3.高電光轉換效率 4.發出特定色
Green & Red
-
Blue
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Doping(參雜)
Doping： 主發光體材料和各種具客發光體以共蒸鍍 ( co-evaporation )或分散( disperse )的 方式，利用能量轉移( energy transfer ) 或載子捕獲( carrier capture )而結合得到 各種不同的光色及高效率電激發光元件及 各種不同的光色。
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磷光材料簡介
能夠將激態電子的三重態以磷光方式發光的材料均是有機金屬化合物，其中中心金 屬均是過渡金屬，如：鋨(Os)、銥(Ir)、鉑(Pt)、銪(Eu)、釕(Ru)等
Green
Blue
Red
-
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OLED 各層介紹—ETL(電子傳輸層)
材料的要求/功能: 1.傳輸電子 2.陰極修正作用 3.載子侷限作用(僅電子容易傳輸) 4.功函數與電子注入層及發光層匹配
OLED结构及发光原理
OLED结构及发光原理OLED（Organic Light Emitting Diode）是一种将有机化合物作为发光材料的电子器件。
与传统液晶显示技术相比，OLED具有较高的对比度、更广的视角、更快的响应速度和更低的能耗。
下面详细介绍OLED的结构和发光原理。
1.OLED的结构OLED器件主要由以下几个部分组成：（1）基底：OLED器件的基底是一种透明的材料，通常是玻璃或塑料。
在基底上可以选择加入透光电极，提供电流传输功能。
（2）发射层：发射层是OLED的发光部分，包含有机发光材料。
常用的有机发光材料有小分子和聚合物两种类型。
发光材料的种类和结构可以决定OLED的发射光谱和颜色。
（3）电荷注入层：电荷注入层是用来注入电子和空穴的材料层。
通常分为电子传输层和空穴传输层。
电子注入层用来向发射层注入电子，空穴注入层用来向发射层注入空穴。
（4）电荷传输层：电荷传输层用来传输电子和空穴，将电子注入层和空穴注入层所注入的电荷输送到发射层。
（5）电极：OLED器件通常需要两个电极完成对电流的控制。
一个电极用作透光电极，另一个电极用作阴极或阳极，完成电子和空穴的注入。
2.OLED的发光原理OLED的发光原理可以分为电荷注入和发射两个主要过程：（1）电荷注入：当在OLED器件中加上适当的电压时，阴极从阴极端注入电子，阳极从阳极端注入空穴。
电子和空穴在电荷传输层中聚集，并进一步注入到发射层中。
（2）发射：在发射层中，电子与空穴相遇，发生复合反应并释放能量。
这些能量以光子的形式发射出来，形成可见光。
发射层中的有机发光材料的分子结构决定了光的颜色和发光效率。
3.OLED的工作原理OLED器件可以分为分子型OLED（MOLED）和聚合物型OLED（POLED）两种类型。
（1）MOLED：MOLED是由小分子有机材料构成的OLED。
MOLED的特点是组织有序、生长质量高，具有较高的发光效率和较长的寿命。
但MOLED 制造工艺复杂、成本高。
oled发光像素组成及发光原理
oled发光像素组成及发光原理OLED（Organic Light Emitting Diode）是一种由发光有机材料构成的发光像素，其发光原理基于电致发光现象。
OLED技术在显示器、电视以及移动设备等领域得到广泛应用。
OLED由四个基本组件构成：发光层、电子传输层、电子注入层和基板。
其中，发光层是OLED的核心部分，它由有机化合物构成，具有发光特性。
电子传输层用于电子的输送，电子注入层则用于提供电子的注入。
发光原理是OLED的关键。
当电流通过OLED时，电子从阴极注入OLED的发光层，同时空穴从阳极注入发光层。
这些电子和空穴在发光层相遇，并在发光层中重新组合，形成激子。
激子的能量释放出来，以光的形式发射出来，从而实现发光。
OLED的发光原理与LED（Light Emitting Diode）有所不同。
LED是通过电子与空穴的直接复合释放能量而发光，而OLED是通过激子的形成和能量释放来实现发光。
这也是为什么OLED可以实现更高的色彩饱和度和更好的对比度的原因之一。
OLED的发光像素由红、绿、蓝三种基本颜色的发光材料组成。
通过控制每个像素中红、绿、蓝三种颜色发光材料的亮度，可以调配出各种颜色，实现全彩色显示。
OLED的像素大小可以根据具体需求进行设计，从而实现高分辨率的显示效果。
OLED具有许多优点。
首先，OLED可以实现极高的对比度，因为它可以完全关闭不需要发光的像素，从而实现真正的黑色。
其次，OLED的响应速度非常快，没有运动模糊的问题，适合显示运动画面。
此外，OLED具有较广的视角范围，使得从不同角度观看时图像保持一致。
另外，OLED的制造工艺相对简单，可以制作柔性显示器，实现弯曲、折叠等特殊形状的显示屏。
然而，OLED也存在一些挑战和限制。
首先，OLED的寿命相对较短，特别是蓝色发光材料容易衰减，导致显示器的寿命较短。
其次，OLED在高亮度下容易出现热效应，导致像素退化。
此外，OLED 的制造成本较高，限制了其在大尺寸显示器上的应用。
OLED器件结构与发光机理解析
OLED器件结构与发光机理解析OLED（Organic Light Emitting Diode）是有机发光二极管，其结构和发光机理有很大的关系。
下面从结构和发光机理两个方面来解析OLED器件。
一、OLED器件结构1.底部导电玻璃基板：底部导电玻璃基板是OLED器件的基础，主要起到支撑和导电的作用。
通过将ITO（铟锡氧化物）等透明导电材料沉积在玻璃基板上，实现电流的导电，同时还可以透过基板传递光线。
2.有机发光材料层：有机发光材料层是OLED器件发光的核心部分，也被称为发光层。
有机发光材料通常由有机发光分子和离子或溶剂等组成。
有机发光分子通常是含有共轭结构的芳香化合物，如多苯环芳香烃、吡啶类化合物等。
有机发光分子在外加电场作用下，通过激发态和基态之间的跃迁，发射可见光。
3.电子传输层：电子传输层主要是用来提供电子注入和传输的层。
此层通常采用有机材料，如芳香胺、芳香醚等。
电子通过电子传输层进入发光层，与有机发光分子发生能级相互作用，从而实现能级的电荷复合，激活发光分子的发光。
4.阴极：阴极是OLED器件中的辅助电极，起到对OLED器件进行电流注入和电子回收的作用。
阴极通常采用金属材料，如铝、钙等。
当外加正向电压时，阴极注入电子进入电子传输层，与有机发光分子发生复合，从而激发发光。
二、OLED器件发光机理1.激发态跃迁：当外加正向电压时，电子从阴极注入电子传输层，然后传输到发光层。
在发光层中，电子与有机发光分子之间发生能级相互作用，使得发光分子的电子从基态跃迁到激发态。
在激发态下，电子处于高能量状态，此时会吸收光子，使得发光分子发出发光。
发光的波长和颜色取决于有机发光分子的能级结构。
2.基态复合：当电子从激发态返回基态时，激发态电子和基态离子形成复合态，释放出光子能量。
这是OLED器件发光的另一个重要机制。
基态复合的过程会产生较高的量子效率，从而提高OLED器件的发光效率。
总结起来，OLED器件的发光机理是由电子注入到发光层，激发发光分子进入激发态，经过能级跃迁后发出光子，最后发生基态复合产生发光。
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西安邮电学院 光电信息工程教研室
环境温度 •焦耳热 •工艺温度
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新型显示技术
元件的衰变(1)
有机材料元件衰变可分为三种: (1)热衰变。Tg可以作为其热稳定性的依据。Tg低的材 料在室温下容易结晶。 (2)光化学衰变。有些有机材料，在光照射下不稳定， 发生了光化学反应。 (3)界面的不稳定。OLED器件中有三种界面:ITO/有机 层;有机层/有机层;金属/有机层。有些有机材料在其 它有机材料或无机材料上的粘附性能很差。
8
新型显示技术
发光
很多有机染料在分散状态的荧光量子效率接近100%，不过在 聚集态荧光量子效率却很低。 为了解决这一矛盾，Kodak公司研究人员最先提出掺杂的概念： 将少量（～1%）荧光量子效率很高的荧光染料掺入发光层基 质中，实现了高效的电致发光。这也使得各种不同的空穴、电 子传输材料和不同发光波长的染料层出不穷。 Forrest等人进一步扩展了掺杂的概念，将高效的磷光染料掺入 发光层，使载流子复合的能量有可能100%（内量子效率）转 化为发光。
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新型显示技术
OLED各层材料
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新型显示技术
小分子空穴传输材料
好的空穴传输材料应具备如下特征： 高的空穴迁移率，利于空穴传输； 相对较小的电子亲和能，有利于空穴注入； 相对较低的电离能，有利于阻挡电子； 良好的成膜性和热稳定性（Tg高） OLED用的大多数空穴传输材料（HTM）属于一种芳香胺荧 光化合物，已经采用过的主要是三芳胺衍生物如TPD、 TDATA。其优点为具有很高的Tg和优良的表面稳定性。因 为HTM在工作状态时通常容易发生热聚集作用，所以对于 制做一个品质好的OLED來说，选择热稳定性好的HTM就成 了一个关键问题 。
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新型显示技术
注入
为了降低注入势垒，提高少数载流子的注入密度，从而提高电 致发光器件的光亮度和效率，人们对器件结构进行了优化设计， 通过选择适当的电极材料以及对注入界面的修饰等，可以平衡 空穴和电子载流子的注入
真空能级 ITO LUMO ITO电极逸出功 HOMO 发光层 金属电极逸出功
电子注入势垒
EML (Alq3, 35nm) HTL (NPD, 50nm) Anode (ITO) glass
一个高效的有机电致发光器件必须满足如下条件： 1、发光层选用的有机物在固态薄膜时必须具有高荧光效率 2、载流子注入必须平衡，以保证复合形成激子的几率最大 3、由于激子迁移到猝灭位置而引起的非辐射衰减必须最小
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新型显示技术
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新型显示技术
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新型显示技术
元件的寿命
测量元件寿命的方法，是在元件维持一恒定电流的条件 下，测量从初始亮度下降至一半亮度的时间。 根据Kodak公司的VanSlyke报道，亮度在2000cd/ｍ2时， 器件的工作寿命达到了1000小时｡ 对寿命进行比较的最佳参量是亮度和半亮度寿命的乘积。 据报道，该量值对使用寿命最长的器件是:绿光为 7000000 hr·cd/m2;蓝光为300000 hr·cd/m2;红橙色为 1600000 hr·cd/m2。
空穴注入势垒
Al
单层器件能级示意图
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新型显示技术
传输
载流子传输是指将注入至有机层的载流子运输至符合界面处。 衡量有机薄膜载流子传输能力的主要指标是载流子迁移率 目前所使用的有机小分子空穴传输材料的迁移率一般为 10-3cm2/V.s左右，而电子传输材料的迁移率相对低两个数量 级，寻找具有高电子迁移率的小分子材料是当务之急。
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新型显示技术
小分子电子传输材料
好的电子传输材料应该具备： 高电子迁移率，利于电子传输； 相对较高的电子亲和能，有利于电子注入； 相对较大的电离能，有利于阻挡空穴； 良好的成膜性和热稳定性 OLED用的绝大多数电子传输材料（ETM）是荧光染料化合 物。Alq、Znq、Gaq、Bebq、Balq、DPVBi、ZnSPB、PBD、 OXD、BBOT等。OLED的ETM，在工作状态必須是热稳定和表 面稳定。其ETM中，Alq3被广泛用于绿光，Balq和DPVBi则 被广泛应用于蓝光。
7
新型显示技术
发光
激子是不稳定的，它可以通过辐射跃迁发光、非辐射跃迁发光、 能量传递等方式将能量耗散掉。为了得到高效率的器件，要求 有机半导体必须有很高的纯度，较少膜层中引起猝灭的缺陷， 同时通过器件设计将激子迁移到猝灭位置而引起的非辐射衰减 降到最小。 激子的发光过程实际上是有机分子从激发态发射出荧光（或磷 光）而回到基态的过程，作为发光层材料，需要具备高的固态 荧光量子效率。
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新型显示技术
元件的衰变(2)
无机材料元件衰变可分为两种: (1) ITO的表面污染。器件中的ITO表面必须没有有机杂质。 表面遗留物会导致工作电压升高，效率和使用寿命降低。 (2)阴极的腐蚀。阴极腐蚀是最常见的导致器件衰变的原 因。如果封装得不好器件就会出现被氧化的黑点。
21
liulin@
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有机电致发光材料
西安邮电学院 光电信息工程教研室
新型显示技术
有机电致发光材料
在有机电致发光器 件的研究当中，选择适 当的材料十分重要。根 据分子量的大小可分为 小分子材料和聚合物材 料两大类；根据功能不 同又可分为发光材料、 空穴传输材料、电子传 输材料以及电极修饰材 料、阻挡层材料等。
阴极
阳极 (ITO)
6Leabharlann 新型显示技术复合 电子和空穴通常在发光层中复合，而产生激子。 发光层厚度通常在100nm左右，为了提高电子和空穴载流子在 发光层中的辐射复合几率，应当保证在发光层有较高的载流子 密度和较小的载流子迁移率。 对于多层结构的发光器件，电流可能主要由其中的多数载流子 形成；多子可能穿过发光层而不与带相反电荷的另外一种载流 子结合成激子，导致发光效率下降； 为了提高发光效率，必须将多子束缚在发光层中，同时抑制激 子的迁移。为了将空穴束缚在发光层中，电子传输/空穴阻挡层 的HOMO能级必须比发光层的相应能级低。
新型显示技术
New Display Technology
主讲：刘 琳
西安邮电学院光电信息工程教研室
Email：liulin@ 西安邮电学院 光电信息工程教研室 2008～2009学年第二学期
新型显示技术
有机电致发光结构与材料
阴极
阳极 (ITO)
2
新型显示技术
Cathode (Al, 100nm)
18
新型显示技术
器件老化
水汽 阴极表面 •氧化 •剥离 •扩散 有机层 •有机材料结晶 •有机层扩散 •电化学分解 •光化学反应 •水解、氧化 阳极表面 •污染 •氧化物 •平整度 •载流子注入能障
阴极电极 阴极电極
电子传输层 电子傳導层 (ETL) 发光层(EML) 空穴传输层 空穴傳導层 (HTL) 空穴注入层 (HIL) ITO 阳极电极 玻璃基板
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新型显示技术
小分子发光材料
发光材料必须具备几个特性: 固态下有较強荧光 载流子传输性能好 稳定性好,包括良好的热稳定性和化学稳定性 能够真空蒸镀。 发光层是由荧光主体材料中掺杂一些的“荧光掺杂剂”制 备。发光层通常与ETM或HTM采用的材料相同。 发光层，必须具有较高的量子效率和足够的热稳定性。掺 杂剂选择适当，理论上可以获得各种发光颜色。
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新型显示技术
注入
OLED采用直流电压驱动，由于功能层总厚度仅数十至百 纳米，大约10V的电压便可在发光层产生105~106V/cm的 场强。在这样高的场强作用下，电子和空穴均可以实现注 入。 注入电子来源于金属电极，电极的逸出功越低，束缚电子 的能力越弱，电子越容易克服表面势垒在较低的电压下注 入。空穴载流子来源于另一侧的透明ITO电极。由于有机 物和正负电极间存在能带差，而形成有机物和电极之间的 界面势垒。通过调节该势垒可以控制EL器件的起亮电压 和效率等特性。