有机电致发光介绍
有机电致发光器件OLED技术介绍
有机电致发光器件OLED技术介绍有机电致发光器件OLED（Organic Light Emitting Diode）是一种新型的发光器件技术，由有机材料制成。
OLED技术结合了有机材料的特性和发光器件的的特性，可以在不需要背光的情况下发出颜色丰富、亮度较高的光。
它具有响应快、发光效率高、能耗低等优点，因此在显示技术领域具有广阔的应用前景。
OLED技术是基于有机材料中的发光现象。
有机材料是一种由碳元素构成的化合物，具有很强的光致发光特性。
与传统的LED器件相比，OLED器件不需要外部的背光源，而是利用有机材料自身的特性直接发光，因此OLED器件可以制作得非常薄，达到几个纳米的厚度。
OLED器件由四个不同的部分组成：一层有机发光层、两层电极和一层衬底层。
其中，有机发光层是OLED器件的最关键部分，它薄至仅几纳米，通过在该层中注入电荷，有机分子发生电致发光现象。
电荷分为正电荷和负电荷，它们在有机发光层内重组，释放出能量并发出光。
有机发光层的材料通常采用芳香族化合物以及有机金属配合物等。
OLED的工作原理是由电流经过电极进入有机发光层时，电流携带着电子和正孔进入有机发光层，电子和正孔在该层中相遇并发生复合。
在复合的过程中，电荷之间的能量被释放成光能，发出可见光。
而且，由于电荷可以自由运动，OLED器件具有快速的响应速度，可以实现高频率的图像刷新，扩大了其在电视和显示器领域的应用。
OLED技术具有许多优势。
首先，它可以制造出非常薄、灵活的器件。
由于有机材料可以制造成非常薄的膜，因此OLED显示器可以做到薄如蝉翼，并且可以弯曲、折叠，实现更灵活的设计。
其次，OLED器件具有高亮度和鲜艳的颜色。
由于OLED器件可以直接发光，而不需要背光源，因此可以实现更高的亮度，并且颜色更加鲜艳，对比度更高。
此外，OLED 器件的发光效率也比传统的LED器件高，能耗更低。
最后，OLED器件具有非常快速的响应速度。
由于电荷在有机材料中的运动速度非常快，因此OLED器件可以实现高频率的图像刷新，不会出现拖影现象。
有机电致发光材料
7. 可实现超薄的大面积平板显示；
8. 良好的机械加工性能,可做成柔性显示器。
OLED器件发光过程
1.载流子的注入：在外加电场作用下，电子和空穴分别从阴极和阳极 注入到夹在电极之间的有机功能薄膜层。 2.载流子的迁移：注入的电子和空穴分别从电子传输层空穴传输层向 发光层迁移。 3.载流子的复合：电子和空穴结合产生激子。 4.激子的迁移：激子在电场作用下迁移，将能量传递给光分子，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失活，产生光子，释放能量。
OLED的特点
1. 全固态器件,自发光型,无真空腔,无液态成分,不怕震动,使用方 便； 2. 响应速度快(微秒量级)，视角宽(大于160度)，工作温度范围宽 (-40℃～80℃)； 3. 有机电致发光材料可选范围广,容易得到全色显示；
4. 亮度，效率高；
5. 直流驱动电压低，能耗少，可与集成电路驱动相匹配； 6. 制作工艺简单，成本低；
金属阴极 DC 复合 电源 有机层
e
e
h
光发射
h
透明阳极 衬底
器件主要性能指标
载流子迁移率 ：载流子迁移率是指载流子（空穴或电子）在单位电场作用下 在给电定材料中的平均漂移速度，是载流子在电场作用下运动速度的量度， 载流子的漂移速度与迁移率成正比关系。
量子效率：有机电致发光器件的量子效率可用外量子效率和内量子效率来评 价。 外量子效率是指发光器件输出的光子数与注入的电子数之比； 内量子效率则是产生于器件内部的光子数与注入的电子数之比。 能量效率与功率效率：有机电致发光器件的能量效率是指向器件外部辐射的 光功率与外加的电功率之比。 功率效率是指器件每单位面积输出的光通量与输入电功率之比。 器件寿命：器件寿命是指有机电致发光器件实际能够使用的时间长度，通常 以小时表示。
有机电致发光显示OLED(非常好的平板显示资料)
发光材料原子的最外层电
子吸收这些能量后将处于激 发态,当激发态的电子跃迁 回基态时辐射出光子,释放 出光能。
OLED与LCD技术的比较
(1)载流子注入
载流子注入是指载流子通过金属，有机层界面从金属进入有机层的过 程。该过程的难易程度对器件的启动电压、效率和寿命有直接的影响。
金属/有机层接触界面分为欧姆接触（ohmic contact）和肖特基接触
图5-6为一些常见的聚合物半导体材料
5பைடு நூலகம்2.2 有机/聚合物电致发光器件的结构及工作原理
聚合物电致发光器件通常采用如图5-7(a)所示的
单层结构。聚合物分子量大，可通过旋涂方式成膜， 制备双层聚合物薄膜较为困难，因此从加工角度讲， 聚合物器件只能采用单层结构。聚合物的长分子链 结构保证了聚合物薄膜的平整、均匀性，而且可以 同时引入空穴基元、发光基元和电子基元，因此单 层聚合物器件也可以有较好的性能 。
的效益较差。
另一种是采用高分子材料，称Polymer OLED，简称PLED；
优点：PLED由于不需经过薄膜制程及高价的真空装置，
组件构造只有2层，较为简单，因此在投资成本上较OLED 低很多；
缺点：但由于PLED在色彩的表现上不如OLED佳，每个颜
色衰减常数不同，必须对色彩偏差做补偿，同时频宽又 大，发光色彩不易调整，因此产品的寿命亦较短暂。
有源AMOLCD
每个像素可独立运作并连续驱动，搭 配TFT驱动电路可连续发光全彩色显示 TFT驱动电路 资料逐步写入扫描 需在TFT基板上形成OLED像素
显示 性能
但色或多色（全彩色也可以）
组成结构简单；
全彩色
低驱动电压和低功耗；
相对 优点
有机电致发光器件OLED技术介绍
有机电致发光器件OLED技术介绍有机电致发光器件(Organic Light-Emitting Diode, OLED)是一种新型的发光器件技术，由有机材料构成。
与传统的液晶显示技术相比，OLED具有更高的亮度、对比度、响应速度和视角范围。
它也具有更薄、更轻、更柔性以及更低的功耗特性。
因此，OLED被广泛运用于电视、手机、平板电脑和显示屏等各种领域。
以下是OLED技术的介绍。
首先，OLED的工作原理是通过在有机材料中注入电流来激发有机分子发光。
它由四个主要的组成部分构成：有机发光层、电子传输层、空穴传输层和电子注入层。
当电流通过电子传输层和空穴传输层时，电荷载流子在发光层中结合并释放出能量，产生光子。
这一发射光子的过程是受电流调控的，因此可以随时调整亮度。
OLED的一个重要特点是可以实现主动矩阵驱动，这意味着每个像素点都能够独立控制。
这种能力使得OLED在显示领域非常有优势。
与传统的液晶显示技术相比，液晶显示技术需要背光源才能产生光亮的像素。
而OLED每个像素都能够自己发光，因此具有更高的对比度和更广的视角范围。
此外，OLED还具有高亮度和真实色彩的优势。
有机材料可以发射出非常鲜艳和纯净的颜色，而且亮度更高，使得OLED在显示领域表现出色。
在电视和手机等大屏幕设备上，OLED可以提供更丰富、逼真的视觉体验。
另外，OLED的柔性特性也为其应用提供了更多可能。
传统的液晶显示器需要通过切割和粘贴的方式来制作大屏幕设备，而OLED可以在柔性底板上制作，从而实现超薄和弯曲的显示器。
这使得OLED可以应用于可穿戴设备、卷曲屏幕和可折叠设备等领域。
尽管OLED在显示技术中有着许多优势，但也存在一些挑战。
其中之一是有机材料的寿命问题。
有机材料在使用过程中会逐渐降解和失去发光性能，从而影响显示质量和寿命。
为了解决这个问题，研究人员一直在努力开发新的有机材料以提高稳定性。
另一个挑战是制造成本。
目前，OLED 的制造成本相对较高，限制了其在大规模应用中的普及。
有机电致发光,有机光伏,有机场效应晶体管
有机电致发光,有机光伏,有机场效应晶体管
有机电致发光是指利用有机材料，通过电场激发，发射出光波的现象。
有机电致发光
器件由于其具有颜色可变、光效高、柔性高、加工成本低等优点，逐步在平板显示、汽车
照明、室内照明等领域得到广泛应用。
有机电致发光器件结构一般包括导电层、发光层和
金属电极层，通过对层间电场的调节，实现器件发光或关闭。
近年来，凭借其应用广泛和
市场潜力大的优点，有机电致发光成为了新兴市场中的一股重要力量。
有机光伏是指利用有机材料的光伏效应产生电能的技术。
有机光伏器件主要由有机半
导体、电极和介质构成。
有机光伏具有材料成本低、加工工艺简单、柔性好、透明度高等
优点，逐渐成为太阳能电池的重要研究方向。
有机太阳能电池已成为新一代太阳能电池的
一个研究热点，该技术具有减少污染、可制备化、利于应用与环保等优点。
有机场效应晶体管是指利用有机半导体作为载流子传输通道，通过控制门极电场调节
通道导电性的一种场效应晶体管。
该类晶体管主要由源、漏、栅和有机半导体等部分构成，通过栅极间电场的强弱控制晶体管的导电能力。
有机场效应晶体管与传统硅基晶体管相比，具有低工作电压、大量产量制备和可弯曲性、可刻蚀性等独特优点。
大量研究表明，该类
器件具有广阔的市场应用前景，是未来新型电子产品中的关键部分之一。
总之，有机电致发光、有机光伏和有机场效应晶体管是有机电子器件中常见的三种器
件类型。
它们都有着独特的优点和应用领域，在人们的生活和产业中都有着广泛的应用和
发展前景。
有机电致发光材料..
4. 亮度，效率高；
5. 直流驱动电压低，能耗少，可与集成电路驱动相匹配； 6. 制作工艺简单，成本低；
7. 可实现超薄的大面积平板显示；
8. 良好的机械加工性能,可做成柔性显示器。
聚合物电致发光二极管(PLED)
PLED,即第二种有机发光材料为高分子聚合物，也称为高分子发光 二极管(PLED)，由英国剑桥大学的杰里米伯勒德及其同事首先发现。聚 合物大多由小的有机分子以链状方式结合在一起，以旋涂法形成高分子 有机发光二极管。 作为一种发光显示材料，聚合物发光二极管(PLED)材料具有很强的 应用潜力，因为它是一种自发光的材料，并且还具有制作相对容易的优点。 因此在制作有机发光二极管器件(OLEDs)时，PLED材料是一种很好的基 本材料，因为与小分子OLED材料20 ～25的发光效率相比，PLED材料的 发光效率则为30～40。
驱动电压30V， 但是器件的量子效率很低，小于1％ 特点： (1)单层器件；(2)驱动电压高； (3)器件效率低
3). 1987年美国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。
创新点：(1)多功能有机层的结构； (2)超薄的有机层厚度
75nm 60nm驱动Fra bibliotek压小于10V最大外量子效率1％
最大亮度大于1000cd/m2
4).1990年，Burroughs等人将共轭聚合物聚对苯基乙烯（PPV）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， 即聚合物薄膜电致发光器件。
有机电致发光二极管(OLED)
近十多年里,OLED作为一种新型显示技术已经取得了长足的发展， 就器件的发光亮度、发光效率和寿命而言，OLED器件已经基本达到了 实用的要求。
有机电致发光器件(OLED)课件
OLED技术的创新与突破
提高效率和稳定性
通过材料和工艺的改进，提高OLED的发光效率和 稳定性，延长使用寿命。
柔性显示技术
进一步研究柔性OLED显示技术，实现更轻薄、可 弯曲的显示产品。
多功能集成
探索将触摸功能、传感器等集成到OLED显示面板 中，实现更多功能。
OLED产业的发展趋势与展望
市场规模持续增长
随着OLED在更多领域的应用，市场规模将持续增长，带动产业的 发展。
技术竞争加剧
随着技术的不断进步，OLED产业将面临激烈的技术竞争，促使企 业加大研发投入。
产业布局优化
随着全球产业格局的变化，OLED产业将进一步优化布局，形成更 加合理的产业链结构。
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有机电致发光器件（ OLED课件
• OLED基础知识 • OLED器件结构与性能 • OLED制造工艺与设备 • OLED市场与技术发展趋势 • OLED的未来展望
01
OLED基础知识
OLED的定义与特点
总结词
OLED是一种有机电致发光器件，具有自发光的特性，能够实现高对比度、广 视角、快速响应等优点。
OLED在未来的应用前景
显示器技术
随着显示技术的不断进步，OLED 有望成为下一代主流显示技术， 广泛应用于电视、电脑、手机、 平板等电子产品。
照明领域
OLED具有自发光的特性，可以做 成柔性的照明产品，为室内外照明 提供新的解决方案。
可穿戴设备
随着可穿戴设备的普及，OLED的轻 薄、柔性特点使其在智能手表、健 康监测器等设备上具有广阔的应用 前景。
OLED技术的挑战与机遇
挑战
OLED技术的成本较高，良品率较低，且寿命相对较短，这些 问题制约了OLED技术的进一步普及和应用。
有机电致发光
主要内容
1 电致发光的简介
2
OLED和器件结构
3
OLED分类及性能参数
4
有机电致发光的应用
发光的主要分类
光致发光 阴极射线发光 电致发光
热释发光
光释发光 辐射发光
电致发光 电致发光又可称电场发光， 简称EL，是通过加在两电极的电 压产生电场，固体在电场的作用 下将电能直接转换为光能的发光 现象
OLED的一些主要参数
一般来讲，有机EL发光材料及器件的 性能可以从发光性能和电学性能两方面来 评价。发光性能主要包括发射光谱、发光 亮度、发光效率、发光色度和寿命；电学 性能主要包括电流与电压的关系、发光亮 度与电压的关系等。这些都是衡量有机EL 材料和器件性能的重要参数，对于发光的 基础理论研究和技术应用极为重要。
总结
现在平板显示产业发展越来越盛，在各个显示 器技术争相竞争的同时，电致发光器件在一些 行业内也取得一定市场，特别是近几年有机电 致发光（OLED）的迅速发展，使得电致发光 在大面积平板显示，照明行业都有很大的发展， 很多人相信，OLED将来会代替LCD成为主流 显示技术，而且随着研究投入的越来越大， OLED技术也会越来越成熟，电致发光产品会 给我们的生产和生活带来巨大变化。
电致发光的种类
（1）注入式电致发光：注入式电致发光的 基本结构是结型二极管（LED）； （2）本征型电致发光：又分为高场电致发 光与低能电致发光。 （3）无机电致发光 （4）有机电致发光 （5）薄膜型电致发光 （6）分散型电致发光
有机电致发光（OLED）
有机材料的电致发光属于注入式的复合 发光。有机电致发光材料依据在OLED器件 中的功能及器件结构的不同，又可以区分为 空穴注入层（HIL）、空穴传输层（HTL）、 发光层（EML）、电子传输层（ETL）、电 子注入层（EIL）等材料。 有机电致发光过程由以下几个阶段完成：
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电路相匹配； (4) 制作工艺简单并且成本低； (5) 可实现超薄的大面积平板显示，响应速度快，
视角大，全固化，抗震性能好，工作温度范围广； (6) 良好的机械加工性能，容易做成不同形状。
最早有机电致发光的报导
是Bernanose等人在蒽单晶片的两 侧加400 V直流电压时观测到的发 光现象。
有机电致发光材料与技术
主要内容
第一章 绪 论 第二章光致发光及电致发光的基本知识 第三章电致发光的器件结构与器件物理 第四章有机电致发光的主要辅助材料
主要内容
第一章 绪 论 第二章光致发光及电致发光的基本知识 第三章电致发光的器件结构与器件物理 第四章有机电致发光的主要辅助材料
电致发光的发展历程
由于单晶厚度达10－20 m，所 以驱动电压较高。
由于蒽单晶作为电致发光材料难以 获得大面积及更低电压下的发光， 并且发光器件的效率也极低，有机 电致发光在当时并没有引起科研工 作者的注意。
N
1987年，以邓青云博士(Dr. Ching W. Tang) 为 首 的 Eastman Kodak公司研究团队, 以芳香二胺(TPD)作为空穴传 输层，以Alq3作为发光层，稳 定 的 低 功 函 材 料 Mg:Ag 合 金 作为阴极，研制出驱动电压 10V、亮度>1000 cd/m2和效 率1.5lm/W的有机电致发光器 件。
后来，Heeger小组又研制出基于 柔性衬底的聚合物有机电致发 光器件,器件在2～3 V下就可以 发光，量子效率大于1％。 这种塑料基聚合物有机电致发 光器件可以卷曲和折叠而不影 响器件的发光性能。 从此对有机电致发光器件的研 究开始向纵深方向发展。
A J Heege Epson 发表40 in有机电致发光显示器， 并在2004年下半年的上展出。这是有机EL显示器首次达到这 样大的尺寸。
N
TPD
Al O
N
3 Alq3
1988年，日本九州大学的Adachi等人又提出了夹层式多层 结构的有机电致发光器件，在发光层与正负电极之间分 别加入空穴传输层和电子传输层，使器件的性能得到进 一步改善，也大大拓宽了发光材料和电极材料的选择范 围。
现在，OLED最大发光亮度已超过 105 cd/m2，
Burroughes等人在“Nature”
*
杂志上报导了用共轭聚合物－ *
聚-(对-苯撑乙炔)(PPV)的有机
电致发光 。
n
•由于聚合物的溶液可以直接
PPV
通过旋转涂覆盖技术在ITO导
电玻璃上形成溥膜，从而简化
了器件的制备过程。
• 不久，美国加利福尼亚大学的Heeger研究小组 重复并改进了这一研究结果制备发桔黄色光的 聚合物电致发光器件。
2000年以前，有机电致发光和无机电致发 光的发展趋势图。可以看出，虽然有机电致 发光是在无机电致发光已经发展了大约20年 以后才引起人们的广泛重视，但是它的发展 趋势非常迅猛。到目前为止，除了寿命外， 其他性能并不比无机电致发光差。
有机电致发光材料及显示器件的探索和研 究已成为目前国际上最活跃的领域之一。
The Samples for Various full color Display
谢谢
外文文献 重点：OLEDs的优点
复习 OLEDs的优点
• (1) 发光材料的选择范围广，尤其是蓝光材料，容 易得到全色显示；
• (2) 亮度大、效率高； • (3) 直流驱动电压低、能耗少，可以和集成驱动电
最大流明效率可达80 lm/w， 外量子效率达到19％或更高， 工作寿命达到5000-90 000小时， 并实现了红、蓝、绿及白色发光。
• 1977年白川英树等人首次报 道了聚合物掺杂具有导电性， 从此导电聚合物的研究得到 飞速发展。
* *
Hideki Shirakawa
• 1990年，英国剑桥大学的
路相匹配； • (4) 制作工艺简单并且成本低； • (5) 可实现超薄的大面积平板显示，响应速度快，
视角大，全固化，抗震性能好，工作温度范围广； • (6) 良好的机械加工性能，容易做成不同形状。
所谓有机电致发光就是有机小分子或聚合 物薄膜在电注入作用下产生的发光现象。
采用有机电致发光原理制作的显示器称有 机电致发光(OEL)显示器或有机发光二极管 (OLEDs)。同其它显示技术相比, OLEDs具 有如下的优点：
OLEDs的优点
(1) 发光材料的选择范围广，尤其是蓝光材料， 容易得到全色显示；