第1章 有机电致发光显示简介
OLED简介
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
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二 ＯＬＥＤ显示材料
用于电致发光的有机材料应具备以下特性：
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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
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
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3.OLED分类
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）
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。
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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
有机电致发光器件OLED的技术综述
有机电致发光器件OLED的技术综述由于OLED的优异性能，目前OLED已经成为新一代的研发热点。
通过国内外的OLED的相关专利分析，了解国内外在该领域的发展情况，有助于审查员的审查实践。
标签：OLED；分类号；申请人1 起源和机理1.1 起源国际上有机电致发光是一个研究热点。
在信息时代快速变化的国际形势和互联网的迅速普及，人们进一步对现代显示技术提出了更高的要求。
传播越来越依赖电视和计算机终端显示应用程序的信息。
信息显示技术主要分为两大类：真空管和平板显示器技术。
自上世纪60年代以来，信息技术革命，CRT显示器一直是市场的宠儿。
然而，CRT体积大，质量重，抗震差，能耗高。
传统的CRT显示器已逐步退出市场。
现在积极发展平板显示技术主要包括：有机电致发光显示，液晶显示，场发射显示，等离子显示，电致发光显示等，由于具有重量轻，薄，小，FPD平板显示器无辐射，无频闪等，FPD变为全社会喜欢的目标。
有机电致发光器件具有发光效率高，丰富色彩，电压低，便携，速度快等。
从上世纪五十年代人们开始研究有机电致发光。
1953，法国学者bernanose和vouaux等电致发光现象在LOH衍生物首先发现，但没有引得学术界的关注。
1966，Hawfinch和Schneider等进一步研究了蕙单晶体。
2 电致发光原理（1）载流子注入。
当OLED装置接直流电源时，电子和空穴在电场势垒影响下，通过电极与有机材料的势垒进入有机电致发光装置。
在电极和接触界面的有机材料会产生阻碍载流子进入势垒。
由直流电源产生的电场是载流子注入；（2）载波传输。
当一个电子和空穴注入到OLED器件内部电场后相对运动的作用下发生。
在OLED装置中，电子的填充金属从阴极附近的最低未占据分子轨道能级的有机分子，然后将每个分子的LUMO的运动；同样，填孔从阳极到有机的最高占据半导体材料的分子轨道能级，然后沿每个分子的HOMO传播运动。
由于OLED有机材料薄膜为非晶结构，在有机分子的电子和空穴有局限性，因此在有机薄膜的载流子输运是“跳跃式”；（3）电子和空穴的复合。
专题三有机发光二极管OLED显示技术分解课件
无源驱动型不采用薄膜晶体管（TFT）基板，一般适用于中小尺 寸显示；有源驱动型则采用TFT基板，适用于中大尺寸显示，特 别是大尺寸全彩色动态图像的显示。
目前，无源驱动型OLED技术已经比较成熟，商业化的产品都是无源驱 动型；有源驱动型OLED技术发展很快，已经有产品推出了。
3.1.1 OLED的结构及发光原理
OLED本质上属于电致发光（EL）显示器件。通过加在两电极的
电压产生电场，被电场激发的电子碰击发光中心，而引致电子能级
的跃迁、变化、复合导致发光的一种物理现象。这种现像称为电致 发光或场至发光（EL）。
电致发光（EL）按激发光过程的不同分为二大类：
（1）注入式电致发光：直接由装在晶体上的电极注入少数载流子 （电子和空穴），当电子与空穴在晶体内再复合时，以光的形式释 放出多余的能量。 LED和OLED都属于注入式电致发光。
业标准，并荣获国家技术发明一等奖等多项荣誉。
目前OLED技术发展的重要趋势：
（1）开发新型OLED有机材料； （2）改善生产工艺，提高成品率，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）为了实现大屏幕，研发低温多晶硅TFT方式驱动的OLED显示器。
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还很难判断孰优孰劣。
2．2002年～2005年，OLED的成长阶段。在这段时期人们开始逐 渐接触到更多带有OLED的产品，例如车载显示器、PDA、手机、DVD、 数码相机、头戴用微显示器和家电产品等。仍以无源驱动、单色 或多色显示、10寸以下的小面板为主，但有源驱动的全彩色10寸以上的
面板也开始投入使用。
电致发光及场致发光器件OLED
5.3、OLED
图5.3 柯达L633数码相机显示屏
❖ 有机发光显示器（OLED）又称有机EL，是以有 机薄膜作为发光体的自发光显示器件。
❖ 它是固体自发光器件，可适应恶劣工作环境；它 响应时间短、发光效率高、视角宽、对比度高； 它可在5V~10V的低电压下工作，功耗低，工艺简 单；制造成本低、有机发光材料众多、覆盖发光 光谱从红外到紫外，适合全彩色显示；价廉、易 于大规模生产；OLED的生产更近似于精细化工 产品，可在塑料、树脂等不同的材质上生产，产 品的机械性能好，不仅可以制造出笔记本电脑、 台式机适用的显示器，还有可能创造出墙壁大小 的屏幕、可以弯曲折叠的屏幕。人们预言，随着 规模量产的到来，OLED可以比LCD成本低20%。
▪ 低能电致发光是指某些高电导荧光粉在低能电 子注入时的激励发光现象。
5.1、高场交流电致发光显示
图5.1 ACEL结构图
❖ 交流电致发光显示是目前高场电致发光显示的主 流。ACEL结构如图5.1所示。
❖ 它是将电致发光粉ZnS:CuCl或（ZnCd）S:CuBr 混合在环氧树脂和氰乙基醣的混合物的有机介质 中，两端夹有电极，其中一个为透明电极。另一 个是真空蒸镀铝或银电极，构成一个EL。
图5.2 ACTFEL结构示意图 1金属电极；2绝缘层；3发光层；4绝缘层；5透明电极；玻璃衬底
❖ACTFEL优点是寿命长（大于2万小时）， 亮度高，工作温度宽（-55℃~+125℃）， 缺点是只有掺Mn的发光效率高，且为橙黄 色，对全色显示要求三基色研制高效的发 光材料是当今研究的课题。EL器件目前已 被应用在背光源照明上，在汽车、飞机及
《电致发光》PPT课件
上市。 近年来，OEL的突破性进展，并引起产业界的高度重视，在世界范围内，已有
90多家公司在开发OEL，而且每个月都有新公司加入。 国内公司有：京东方科技集团股份有限公司、维信诺公司（南风化工集团股
份有限公司是清华大学企业集团、清华创业投资公司、咸阳彩虹集团等在北 京注册成立维信诺科技有限公司）、清华大学与彩虹集团合作已在建立1条小 试实验线、廊坊市锡丰化工有限公司、上海大学、吉林大学与有关公司合作 开发的谈判也在积极进行之中等。 这一切都表明，OLED技术正在逐步实用化，显示技术又将面临新的革命。
（4）电子在穿过发光层后，被另一侧的界面俘获。
薄膜电致发光器件一般采用交流驱动，在交流驱动情况下，
当外加电压反转时，上述4个过程重复进行，实现连续发光。
基板
透明
第 一
电极 绝
缘
层
分散型 交流电 致发光
分散型 直流电 致发光
玻璃 或柔 性塑 料板 玻璃 基板
ITO膜 ITO膜
发光层
第 二
绝
缘
层
ZnS:Cu,Cl （ 蓝 — 绿） ZnS:Cu.Al(绿) ZnS:Cu,Cl,Mn （黄 色）
膜
致发光
薄 膜 型 玻 璃 ITO膜
直流电 致发光
基板
ZnS:Mn 薄 膜
有机 电致 发光
玻璃 或柔 性塑 料板
ITO膜
空 穴 输 运 层
有机薄膜
电 子
（Alq3）
输 运
层
Al 商品化 精 细
阶段
矩阵
显示
Al 研 究 阶段
Mg Ag
有机电致发光发展历程及TADF材料的发展进展
有机电致发光发展历程及TADF材料的发展进展有机电致发光发展历程及TADF材料的发展进展1.1引⾔有机光电材料（Organic Optoelectronic Materials），是具有光⼦和电⼦的产⽣、转换和传输等特性的有机材料。
⽬前，有机光电材料可控的光电性能已应⽤于有机发光⼆极管（Organic Light-Emitting Diode，OLED）[1,2,3]，有机太阳能电池（Organic Photovoltage，OPV）[4,5,6]，有机场效应晶体管（Organic Field Effect Transistor，OFET）[7,8,9]，⽣物/化学/光传感器[10,11,12]，储存器[13,14,15]，甚⾄是有机激光器[16,17]。
和传统的⽆机导体和半导体不同，有机⼩分⼦和聚合物可以由不同的有机和⾼分⼦化学⽅法合成，从⽽可制备出⼤量多样的有机半导体材料，这对于提⾼有机电⼦器件的性能有⼗分重要的意义。
其中，有机电致发光近⼗⼏年来受到了⼈们极⼤的关注。
有机电致发光主要有两个应⽤：⼀是信息显⽰，⼆是固体照明。
在信息显⽰⽅⾯，⽬前市⾯上主流的显⽰产品是液晶显⽰器（Liquid Crystal Display，LCD），它基本在这个世纪初取代了阴极射线管显⽰，被⼴泛应⽤于各种信息显⽰，如电脑屏幕，电视，⼿机，以及数码照相机等。
但是，液晶显⽰器也有其特有的缺点，⽐如响应速度慢，需要背光源，能耗⾼，视⾓⼩，⼯作温度范围窄等。
所以⼈们也迫切需要寻求⼀种新的显⽰技术来改变这种局⾯。
有机发光⼆级管显⽰器（OLED）被认为极有可能成为下⼀代显⽰器。
因为其是主动发光，相对于液晶显⽰器有着能耗低，响应速度快，可视⾓⼴，器件结构可以做的更薄，低温特性出众，甚⾄可以做成柔性显⽰屏等优势。
但是，有机发光显⽰技术⽬前还有许多瓶颈需要解决，尤其是在蓝光显⽰上，还需要⾯对蓝光显⽰的⾊度不纯，效率不⾼，材料寿命短的挑战。
有机电致发光显示技术综述
有机电致发光显示技术综述
李维諟
【期刊名称】《电子制作》
【年(卷),期】2003(000)004
【摘要】在电子信息领域中，显示技术一直是兵家必争之地，但是不管是CRT、LCD，还是DLP都鲜见中国企业的身影，现在又一项新的显示技术——OLED有机电放光显示技术浮现出来，它可以完全可以取代LCD，生产工艺还简单，而且还可以向纸一样卷曲起来，这项技术引起了全世界的瞩目，业界巨头们纷纷投入巨资开发研制。
我国力争一开始就紧紧跟踪这项技术上，不落后于世界。
令人高兴的是现在已经有清华大学的一家公司和台湾的一些企业在研发和生产上处于较领先的地位。
为了使本刊读者非常清晰地了解这一新技术，在本期专集中我们邀请本刊的老朋友，著名显示技术专家李维諟老师撰写OLED综述文章，并请清华蓬远王学恩先生写了关于OLED驱动电路的文章，请已经能够提供产品的台湾来宝公司的大陆总代理王基定先生介绍现有产品，这样公开详尽地披露这一最新技术，在国内媒体还是首次，希望读者能有所收获。
【总页数】3页(P3-5)
【作者】李维諟
【作者单位】北京嘉仕维技术研究所
【正文语种】中文
【中图分类】TN141
【相关文献】
1.有机电致发光显示彩色化技术及其发展 [J], 刘南柳;彭俊彪
2.彩色有机电致发光显示器件技术发展综述 [J], 蒋庆全
3.新一代显示技术--有机电致发光显示 [J], 邱勇
4.有机电致发光显示器技术 [J], 史建华;刘开贤;;
5.浅析有机电致发光显示技术及市场前景 [J], 阎韬; 孙渝威; 关丽哲; 李光辉
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电致发光及其研究进展
六、有机电致发光的发展及展望
1963 年，Pope等发现有机材料单晶蒽的电致发光现象； 1987年，C. W. Tang等人首先报道了8-羟基喹啉铝薄膜的 电致发光； 1990年，Friend等报告在低电压下高分子PPV的电致发光 现象； 1995年，Fou等提出制备OLED的多层自组装技术；
(4) 激子的迁移。激子在有机固体薄膜中不断地作自由扩散 运动，并以辐射或无辐射的方式失活。
(5) 电致发光。当激子由激发态以辐射跃迁的方式回 到基态，就可以观察到电致发光现象，发射光的颜色是 由激发态到基态的能级差所决定的。
2.有机电致发光器件
2.1器件的结构
电致发光器件的基本结构属于夹层式三明治结构，即 有机层被两层电极夹在中间，其中一侧为透明电极以便 发光。空穴和电子分别从阳极和阴极注入，并在有机层 中传输，相遇之后形成激子，激子复合发光。
四、有机电致发光的优点及性能参数
1.有机电致发光的优点
有机电致发光比起发展较早的无机电致发光而言， 具有材料选择范围宽、可实现由蓝光区到红光区的全彩 色显示、驱动电压低、发光亮度和发光效率高、视野角 度宽、响应速度快、制作过程相对简单、成本低，并可 实现柔性显示等诸多优点。在制造上，由于采用有机材 料，可以通过有机合成方法获得，与无机材料相比较， 不仅不耗费自然资源，而且还可以通过合成，得到新的 更好性能的有机材料，使OLED的性能不断地向前发展。
发光(PL)光谱和电致发光(EL)光谱两种。PL光谱需要光 能激发，并使激发光的波长和强度保持不变；EL光谱需 要电能激发，可以测量在不同电压或电流密度下的EL光 谱。通过比较器件的EL光谱和不同载流子传输材料和发 光材料的PL光谱，可以得出复合区的位置以及实际发光 物质的有用信息。 2)发光亮度 发光亮度是衡量发光物的表面明亮程度的光技术量。 它的单位是cd·m-2，表示单位面积上的发光强度。发光 亮度一般用亮度计来测量，通过测量被测表面的像在光 电器件表面所产生的照度即可获得，因为这个像表面的