OLED發(fā)光機(jī)理及結(jié)構(gòu)介紹

有機(jī)發(fā)光二極管的工作機(jī)理報(bào)告人：彭曉晨背景與介紹OLED-OrganicLightEmittingDiode是以有機(jī)薄膜作為發(fā)光體的自發(fā)光顯示器件。OLED已成為當(dāng)今超薄、大面積平板顯示器件研究的熱門(mén)OLED技術(shù)具有下列優(yōu)越的使用特性自發(fā)光器件，高亮度，高發(fā)光效率全固態(tài)組件，抗震性好，能適應(yīng)惡劣環(huán)境可以做得很薄―厚度為目前液晶的1/3高對(duì)比度、微秒級(jí)反應(yīng)時(shí)間、超廣視角、低功率消耗可制成彎曲面板目前OLED技術(shù)具有的不足量產(chǎn)技術(shù)普遍不足色彩純度不足，純色發(fā)光元件壽命仍短大尺寸開(kāi)發(fā)技術(shù)仍待加強(qiáng)OLED的應(yīng)用OLED器件的發(fā)光機(jī)理載流子的注入載流子的遷移電子、空穴形成激子激子輻射發(fā)光OLED器件的發(fā)光機(jī)理LUMOHUMOHOMO：最高占有分子軌道價(jià)帶LUMO:最低未占有分子軌道導(dǎo)帶OLED器件的發(fā)光機(jī)理電子和空穴在有機(jī)材料中的跳躍傳輸給體：失電子能力強(qiáng)的分子受體：得電子能力強(qiáng)的分子OLED器件工作原理多層結(jié)構(gòu)器件能級(jí)示意圖激子的發(fā)光過(guò)程O(píng)LED器件的發(fā)光機(jī)理發(fā)光過(guò)程能級(jí)圖OLED單層器件結(jié)構(gòu)三層器件結(jié)構(gòu)多層器件結(jié)構(gòu)雙層器件結(jié)構(gòu)OLED器件的基本結(jié)構(gòu)OLED器件的基本結(jié)構(gòu)單層器件結(jié)構(gòu)GlasssubstrateITOLuminouslayerCathode特點(diǎn)：大多數(shù)有機(jī)材料都是單極性的，載流子的注入很不平衡；載流子遷移率差距很大，發(fā)光區(qū)域靠近電極導(dǎo)致淬滅。OLED器件的基本結(jié)構(gòu)雙層器件結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：平衡了載流子的注入和傳輸，有利于提高載流子復(fù)合效率；與單層器件相比，雙層器件的電子和空穴注入都比較容易，器件驅(qū)動(dòng)電壓也顯著降低。GlasssubstrateITOHTLCathodeETL/EMLGlasssubstrateITOHTL/EMLCathodeETLDL-ADL-BOLED器件的基本結(jié)構(gòu)三層器件結(jié)構(gòu)ITOHTLEMLCathodeETLGlasssubstrate特點(diǎn)：可將載流子復(fù)合區(qū)域較好地限制在器件中部的EML內(nèi)，提高了復(fù)合效率并防止了電極對(duì)激子的猝滅每層分別起一種作用，可選擇材料的范圍比較寬泛，器件的優(yōu)化也較為容易，是目前OLED最常用的一種結(jié)構(gòu)。OLED器件的基本結(jié)構(gòu)多層器件結(jié)構(gòu)ITO空穴阻擋層陰極電子注入層玻璃襯底電子傳輸層發(fā)光層電子阻擋層空穴傳輸層空穴注入層特點(diǎn)：可以使電子及空穴躍遷時(shí)所跨越的能級(jí)障礙最小。劣勢(shì)在于納米尺度的薄膜結(jié)構(gòu)，工藝復(fù)雜，重復(fù)性差，不利于大規(guī)模生產(chǎn)。層數(shù)多，必然導(dǎo)致膜過(guò)厚，其結(jié)果是器件的驅(qū)動(dòng)電壓太高，失去實(shí)用價(jià)值OLED——空穴注入（HIL）材料空穴注入層可以降低ITO電極與空穴傳輸層之間的界面勢(shì)壘，增加ITO與空穴傳輸層的黏合程度，增大空穴注入接觸等。OLED——空穴傳輸材料要求：1.具有較高的熱穩(wěn)定性2.與陽(yáng)極形成小的勢(shì)壘3.能真空蒸鍍形成無(wú)針孔的薄膜三苯胺TPA和TPB形成陽(yáng)離子自由基的示意過(guò)程O(píng)LED——電子傳輸層材料要求：1.具有大的電子親和勢(shì)和高的電子遷移率2.材料的穩(wěn)定性好，能形成統(tǒng)一緊密的薄膜3.材料具有高的激發(fā)態(tài)能級(jí)，能有效避免激發(fā)態(tài)的能量傳遞，使激子復(fù)合區(qū)在發(fā)光層而不是在電子傳輸層。Alq3OLED——發(fā)光層材料要求：1.高量子效率的熒光特性，熒光光譜主要分布在400~700nm的可見(jiàn)光區(qū)域內(nèi)2.良好的半導(dǎo)體特性，即具有高的導(dǎo)電率。3.良好的成膜性，在幾十納米厚度的薄層中不產(chǎn)生針孔4.良好的熱穩(wěn)定性，光穩(wěn)定性。OLED研究進(jìn)展近年來(lái)，OLED技術(shù)飛速發(fā)展。2001年，索尼公司研制成功12英寸全彩OLED顯示器，證明了OLED可以用于大型平板顯示。2002年，日本三洋公司與美國(guó)柯達(dá)公司聯(lián)合推出了采用有源驅(qū)動(dòng)OLED顯示的數(shù)碼相機(jī)，標(biāo)志著OLED的產(chǎn)業(yè)化又邁出了堅(jiān)實(shí)的一步。2007年，日本索尼公司推出了11英寸的OLED彩色電視機(jī)，率先實(shí)現(xiàn)OLED在中大尺寸特別是在電視領(lǐng)域的應(yīng)用突破。除了在顯示領(lǐng)域的應(yīng)用，白光OLED作為一種新型的固態(tài)光源也得到了廣泛關(guān)注。2006年柯尼卡美能達(dá)技術(shù)中心開(kāi)發(fā)成功了1000cd/m2初始亮度下發(fā)光效率64lm/W亮度半衰期約1萬(wàn)小時(shí)的OLED白色發(fā)光器件，展示了OLED在大面積平板照明領(lǐng)域的前景。OLED器件的前景展望自1987年鄧青云發(fā)明OLED以來(lái)，短短二十幾年時(shí)間里，OLED在材料、器件及產(chǎn)品化等方面取得了重大突破，推動(dòng)了顯