OLED简介

（3）相对较大的电离能，有利于阻挡空穴 （4）激发能量高于发光层的激发能量


（5）不能与发光层形成复合物
（6）良好的成膜特性和稳定性

ETM一般采用具有大的共扼平面的芳香 族化合物 如8-羟基喹啉铝（AlQ），1， 2，4一 三唑衍生物（1，2，4Triazoles，TAZ）,PBD，Beq2， DPVBi等，它们同时又是好的发光材料。

（1） 红光材料 主要有：罗丹明类染料，DCM，DCT，DCJT，DCJTB， DCJTI和TPBD等 （2） 绿光材料 主要有：香豆素染料Coumarin6(Kodak公司第一个采 用)，奎丫啶酮（quinacridone, QA）（先锋公司专利）， 六苯并苯(Coronene)，苯胺类(naphthalimide). （3） 蓝光材料 主要有：N-芳香基苯并咪唑类；1，2，4-三唑衍生物 （TAZ）（也是ETM材料）；1，3-4-噁二唑的衍生物 OXD-（P-NMe2）（高亮度；1000cd/m2）;双芪类 (Distyrylarylene);BPVBi(亮度可达6000Cd/m2)。

2）电子输运材料(ETM) 现在采用的器件结构中电子传输层与发光层大多是合 并的，因此专门用于电子传输的有机材料不多。 这类材料在分子结构上表现为缺电子体系，具有较强 的电子接受能力，可以形成稳定的负离子。 优秀的电子传输材料应具备如下特性： （1）较高的电子迁移率


（2）相对较高的电子亲和能力，有利于电子注入

1990年英国剑桥大学的Friend等人成功的开发出以涂布 方式将多分子应用在OLED上，即Polymer（多聚物， 聚和物） LED，亦称PLED。不但再次引发第二次研究热 潮，更确立了OLED在二十一世纪产业中所占的重要地位
ＯＬＥＤ技术具有下列优越的使用特性
１．自发光器件，高亮度，高发光效率 ２．全固态组件，抗震性好，能适应恶劣环境 ３．可以做得很薄―厚度为目前液晶的1/3 ４．高对比度 ５．微秒级反应时间 ６． 超广視角 ７．低功率消耗 ８．可使用溫度范围大 ９．可曲挠面板

C．层状阴极 由一层极薄的绝缘材料如LiF, Li2O，MgO， Al2O3等和外面一层较厚的Al组成，其电子注入 性能较纯Al电极高，可得到更高的发光效率和更 好的I-V特性曲线。 D．掺杂复合型电极 将掺杂有低功函数金属的有机层夹在阴极和有机 发光层之间，可大大改善器件性能


2) 阳极材料 为提高空穴的注入效率，要求阳极的功 函数尽可能高。作为显示器件还要求阳 极透明，一般采用的有Au、透明导电聚 合物（如聚苯胺）和ITO导电玻璃，常 用ITO玻璃。

2) 配合物发光材料 金属配合物介于有机与无机物之间，既有有机 物的高荧光量子效率，又有无机物的高稳定性， 被视为最有应用前景的一类发光材料。 常用金属离子有；Be2+ Zn2+ Al3+ Ca3+ In3+ Tb3+ Eu3+ Gd3+等 主要配合物发光材料有：8-羟基喹啉类，10羟基苯并喹啉类，Schiff碱类，-羟基苯并噻 唑（噁唑）类和羟基黄酮类等


（2）2002－2005年： 成长阶段 这个阶段人们将能广泛接触到带有OLED的产品，包括车 载显示器，PDA、手机、DVD、数码相机、头盔用微显 示器和家电产品。产品正式走入市场，主要是进入传统 LCD、VFD等显示领域 仍以无源驱动、单色或多色显示、10英寸以下面办为主， 但有源驱动的、全彩色和10英寸以上面板也开始投入使 用。
（２）载流子迁移：注入的电子和空穴分别从电子输送 层和空穴输送层向发光层迁移 （３）载流子复合：电子和空穴复合产生激子 （４）激子迁移：激子在电场作用下迁移，能量传递给 发光分子，并激发电子从基态跃迁到激发态 （５）电致发光：激发态能量通过辐射跃迁产生光子



3.OLED分类




２、阴极隔离柱技术


为了实现无源矩阵ＯＬＥＤ的高分辨率和彩色化， 更好地解决阴极模板分辨率低和器件成品率低等 问题，人们在研究中引入了阴极隔离柱结构。 即在器件制备中不使用金属模板，而是在蒸镀有 机薄膜和金属阴极之前，在基板上制作绝缘的间 壁，最终实现将器件的不同像素隔开，实现像素 阵列
Nhomakorabea
（3）2005年以后：OLED的成熟阶段 随着OLED产业化技术的日渐成熟，OLED将全面出击显示 器市场并拓展属于自己的应用领域。其各项技术优势将得 到充分发掘和发挥。 初步估计，除了传统领域外，OLED的各项技术将在以下4 个领域得到巨大发展： 1.3G通信终端 2.壁挂电视和桌面电脑显示器 3.军事和特殊应用 4.柔软显示器
2 载流子输送材料 1）空穴输送材料（HTM）



要求HTM有高的热稳定性，与阳极形成小的势垒，能真 空蒸镀形成无针孔薄膜。最常用的HTM均为芳香多胺类 化合物 ，主要是三苯胺衍生物。 TPD：N，N′-双（3-甲基苯基）-N，N′-二苯基-1，1′二苯基-4，4′-二胺 TPD的玻璃化温度只有60度左右，稳定性不好 NPD: N，N′-双（1-奈基）-N，N′-二苯基-1，1′-二苯 基-4，4′-二胺 NPB是目前商用的空穴传输材料

1) 有机小分子发光材料 主要为有机染料，具有化学修饰性强，选择范围广，易于 提纯，量子效率高，可产生红、绿、蓝、黄等各种颜色发 射峰等优点，但大多数有机染料在固态时存在浓度淬灭等 问题，导致发射峰变宽或红移，所以一般将它们以低浓度 方式掺杂在具有某种载流子性质的主体中，主体材料通常 与ETM和HTM层采用相同的材料。掺杂的有机染料，应满 足以下条件： a. 具有高的荧光量子效率 b. 染料的吸收光谱与主体的发射光谱有好的重叠，即主体 与染料能量适配，从主体到染料能有效地能量传递； c. 红绿兰色的发射峰尽可能窄，以获得好的色纯； d. 稳定性好，能蒸发。
在隔离柱制备中，绝缘的无机材料、有机聚合物材料和光刻 胶等材料都被广泛采用，目前采用有机绝缘材料和光刻胶的 ＯＬＥＤ隔离柱制备工艺比较成熟。隔离柱的形状是隔离效 果关键。
倒梯形隔离柱结构



倒梯形隔离柱结构中，使用了绝缘缓冲层来解决同一像素 间的短路问题，同时使用倒立梯形的隔离柱来解决相邻像 素间的短路问题。由于倒立结构的存在，可以比较好地发 挥绝缘柱的遮蔽效果，从而有利于实现批量生产 隔离柱的作法： （１）在透明基片上旋涂第一层光敏有机绝缘材料，厚度 为０．５～５ｕｍ，一般为光敏型ＰＩ、前烘后曝光，曝 光图形为网状结构或条状结构，线条的宽度由显示分辨率 即像素之间间隔决定，显影后线宽为１０～５０ｕｍ，然 后进行后烘。 （２） 在有机绝缘材料上旋涂第二层光敏型有机绝缘材 料，膜厚为０．５～５ｕｍ，一般为光刻后线条横截面能 形成上大下小倒梯形形状的光刻胶中的一种，一般为负型 光刻胶，前烘后对第二层有机绝缘体材料进行曝光，曝光 图形为直线条，显影后的线宽为５～４５ｕｍ
第六章 有机发光二极管显示 （OLED）
一、有机发光二极管显示简介



有机发光显示器（OLED），是以有机薄 膜作为发光体的自发光显示器件。 原理是：通过正负载流子注入有机半导体 薄膜后复合产生发光 OLED已成为当今超薄、大面积平板显示 器件研究的热门
1.有机二极管发光显示发展过程



1963年Pope发表了世界上第一篇有关OLED的文献，当 时使用数百伏电压，加在有机芳香族Anthracene（葸） 晶体上时，观察到发光现象。但由于电压过高，发光效 率低，未得到重视。 直到1987年伊士曼柯达公司的C.W. Tang及Steve Van Slyke等人发明以真空蒸镀法制成多层式结构的的OLED 器件后，研究开发才活越起来。 同年，英国剑桥大学卡文迪许实验室的Jeremy Burroughes证明高分子有机聚合物也有电致发光效应。

目前国际上OLED技术发展有以下几个重要趋势：
（1) 开发新型高效稳定得OLED有机材料，进一步提 高器件性能

（2)改善生产工艺，提高器件稳定性和成品率，以保 证产品推向市场后的竞争力
（3)研制彩色显示屏及相关驱动电路


（4)为了实现大面积显示，研发有源驱动的OLED显 示器
２．ＯＬＥＤ显示原理

ＯＬＥＤ属于载流子双注入型发光器件 发光机理：在外界电压驱动下，由电极注入的电 子和空穴在有机材料中复合放出能量，并将能量 传递给有机发光物质的分子，后者受到激发，从 基态跃迁到激发态，当受激分子从激发态回到基 态时辐射跃迁产生了发光现象。
发光过程通常由５个阶段完成

（１）在外加电场作用下载流子的注入：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薄膜注入


OLED用材料主要有电极材料，载流子输送材料 和发光材料。



1电极材料 1) 阴极材料 为提高电子的注入效率，要求选用功函数尽可能低的材料 做阴极，功函数越低，发光亮度越高，使用寿命越长。 A．单层金属阴极 如Ag 、Al 、Li 、Mg 、Ca 、In等。 B．合金阴极 将性质活泼的低功函数金属和化学性能较稳定的高功函数 金属一起蒸发形成金属阴极、如Mg: Ag（10: 1），Li:Al (0.6%Li) 合金电极，功函数分别为3.7eV和3.2eV。 优点：提高器件量子效率和稳定性； 能在有机膜上形成稳定坚固的金属薄膜。
根据材料不同OLED可以分为两大类： 聚合物器件（PLED）和小分子器件 ＯＬＥＤ按照驱动方式不同也可分为两种： 有源驱动（ＡＭ－ＯＬＥＤ）方式和无源驱动方 式（ＰＭ－ＯＬＥＤ） 随着ＯＬＥＤ技术的发展，产生了很多新的分类 方法或新型器件：柔韧性ＯＬＥＤ（Ｆｌｅｘｉ ｂｌｅ ＯＬＥＤ），顶部发射ＯＬＥＤ（ＴＯ Ｐ ｅｍｉｔｔｉｎｇ ＯＬＥＤ），磷光ＯＬ ＥＤ（ＰＨ ＯＬＥＤ）、微显示ＯＬＥＤ、白 光ＯＬＥＤ、层叠结构ＯＬＥＤ等