第六章電致發(fā)光

第六章電致發(fā)光第1頁(yè)，課件共76頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月第一節(jié)電致發(fā)光顯示器（ELD）一、全固態(tài)的電致發(fā)光顯示器二、電致發(fā)光的分類(lèi)三、無(wú)機(jī)薄膜電致發(fā)光（器件結(jié)構(gòu)及工作原理）四、電致發(fā)光元件的各種構(gòu)成材料五、ELD的用途六、TFEL器件最新進(jìn)展七、無(wú)機(jī)TFEL研究的一般方法第2頁(yè)，課件共76頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月1、電致發(fā)光的發(fā)展歷程：1936年，法國(guó)的Destriau發(fā)現(xiàn)ZnS的電致發(fā)光現(xiàn)象。

1950年，發(fā)明透明導(dǎo)電膜，開(kāi)發(fā)成功分散型EL（第一代EL）1968年，分散型EL元件可以實(shí)現(xiàn)直流驅(qū)動(dòng)；薄膜型EL可實(shí)現(xiàn)高亮度。（第二代EL）。1974年，通過(guò)實(shí)驗(yàn)證實(shí)了二層絕緣膜結(jié)構(gòu)的薄膜型EL元件可用于電視畫(huà)面顯示的可能性。1983年，日本開(kāi)始薄膜ELD的批量生產(chǎn)。目前，夏普等公司生產(chǎn)橙紅色發(fā)光的ELD；國(guó)內(nèi)有許多公司在生產(chǎn)EL器件

一、全固態(tài)的電致發(fā)光顯示器第3頁(yè)，課件共76頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月（1）第一階段：ZnS:Mn（橙黃色）單色顯示器的商品化；（2）第二階段：二色（紅、綠）、三色（紅、綠、藍(lán)）、多色顯示器的商品化；（3）第三階段：全色顯示器的商品化。2、電致發(fā)光顯示的特征：

（1）圖象顯示質(zhì)量高；（2）受溫度變化的影響小；（3）是目前唯一的全固體顯示元件；（4）有小功耗、薄型、質(zhì)輕等特點(diǎn)。第4頁(yè)，課件共76頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月分散型EL交流驅(qū)動(dòng)型（商品階段）直流驅(qū)動(dòng)型（開(kāi)發(fā)階段）薄膜型EL交流驅(qū)動(dòng)型非存儲(chǔ)型（商品階段）存儲(chǔ)型（研究階段）直流型（研究階段）有機(jī)電致發(fā)光（OEL)(商品化階段)——發(fā)光層、電子傳輸層、空穴傳輸層構(gòu)成。在低壓下可以獲得高亮度發(fā)光，有可能實(shí)現(xiàn)藍(lán)色發(fā)光。有機(jī)電致發(fā)光屬于注入型EL，更類(lèi)似于LED。二、電致發(fā)光的分類(lèi)第5頁(yè)，課件共76頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月1、TFEL器件的結(jié)構(gòu)三、無(wú)機(jī)薄膜電致發(fā)光（器件結(jié)構(gòu)及工作原理）第6頁(yè)，課件共76頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月2、TFEL器件的工作原理（碰撞激發(fā)）（1）在電場(chǎng)作用下，發(fā)光層與絕緣層界面能級(jí)處束縛的電子遂穿發(fā)射至發(fā)光層；（2）同時(shí)，發(fā)光層中雜質(zhì)和缺陷也電離一部分電子，這些電子在電場(chǎng)作用下被加速;（3）當(dāng)其能量增到足夠大時(shí)，碰撞激發(fā)發(fā)光中心，從而實(shí)現(xiàn)發(fā)光;（4）電子在穿過(guò)發(fā)光層后，被另一側(cè)的界面俘獲。薄膜電致發(fā)光器件一般采用交流驅(qū)動(dòng)，在交流驅(qū)動(dòng)情況下，當(dāng)外加電壓反轉(zhuǎn)時(shí)，上述4個(gè)過(guò)程重復(fù)進(jìn)行，實(shí)現(xiàn)連續(xù)發(fā)光。第7頁(yè)，課件共76頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月

基板透明電極第一絕緣層發(fā)光層第二絕緣層介電體層背面電極是否實(shí)用化應(yīng)用情況分散型交流電致發(fā)光玻璃或柔性塑料板ITO膜

ZnS:Cu,Cl（藍(lán)—綠）ZnS:Cu.Al(綠)ZnS:Cu,Cl,Mn（黃色）

有AL商品化階段液晶背光源分散型直流電致發(fā)光玻璃基板ITO膜

ZnS:Cu,Mn（黃），ZnS:Tm3+(藍(lán))ZnS:Tb3+,Er3+(綠)ZnS:Nd3+,Sm3+(紅)

Al開(kāi)發(fā)階段

薄膜型交流電致發(fā)光玻璃基板ITO膜有ZnS:Mn薄膜有

Al商品化階段精細(xì)矩陣顯示薄膜型直流電致發(fā)光玻璃基板ITO膜

ZnS:Mn薄膜

Al研究階段

有機(jī)電致發(fā)光玻璃或柔性塑料板ITO膜空穴輸運(yùn)層有機(jī)薄膜（Alq3）電子輸運(yùn)層

MgAg商品化手機(jī)、顯示器等第8頁(yè)，課件共76頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月四、電致發(fā)光元件的各種構(gòu)成材料1、基板材料——一般采用玻璃（1）在可見(jiàn)光區(qū)域透明，熱膨脹系數(shù)與積層材料一致（2）能承受EL的退火溫度（500—600℃）（3）堿金屬離子含量盡量低，確保元件的長(zhǎng)期可靠性。2、發(fā)光層材料（1）薄膜型EL的發(fā)光材料：選擇合適的發(fā)光中心；能承受105V/cm左右的強(qiáng)電場(chǎng)。

第9頁(yè)，課件共76頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月母體：ZnS、CaS、SrS等半導(dǎo)體材料。發(fā)光中心：采用屬于定域能級(jí)的元素，除Mn外，還有許多稀土元素。紅色：CaS:Eu，ZnS:Sm,F，附加彩色濾光器的SrS:Ce；綠色：ZnS:Tb,F；藍(lán)色：CaGa2S:Ce或附加彩色濾光器的SrS:Ce（2）分散型交流EL發(fā)光層材料：主要采用與薄膜型相同的ZnS，選擇合適的發(fā)光中心。第10頁(yè)，課件共76頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月發(fā)光層的形成方法：物理氣相沉積（PVD）——電子束蒸發(fā)（EB）和多源蒸發(fā)（MSD）以及濺射鍍膜等化學(xué)氣相沉積（CVD）——原子層外延（ALE）有機(jī)金屬氣相沉積（MOCVD），氫化物輸送減壓法（HT—CVD）3、電極材料透明電極（ITO，CdSnO3，ZnO）;背電極Al。EB蒸發(fā)、電阻加熱蒸發(fā)、濺射鍍膜等物理方法；噴涂法、CVD等化學(xué)方法。第11頁(yè)，課件共76頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月目前：濺射鍍膜法，特別是磁控濺射用的最多。4、絕緣層材料絕緣耐壓（使絕緣破壞的電場(chǎng)強(qiáng)度）高，針孔等缺陷少，與發(fā)光層附著牢固。（1）非晶態(tài)氧化物或氮化物：（Y2O3，Al2O3，Ta2O5，SiO2，Si3N4）（2）鐵電體：BaTiO3，PbTiO3濺射鍍膜法是主要成膜方式。第12頁(yè)，課件共76頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月一般采用電子束蒸發(fā)等真空鍍膜法；難于真空蒸發(fā)的材料采用濺射鍍膜法；對(duì)均勻性要求高的采用原子層外延法。

第13頁(yè)，課件共76頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月

電子束蒸發(fā)等真空鍍膜法

電子蒸發(fā)設(shè)備的核心是偏轉(zhuǎn)電子槍?zhuān)D(zhuǎn)電子槍是利用具有一定速度的帶點(diǎn)粒子在均勻磁場(chǎng)中受力做圓周運(yùn)動(dòng)這一原理設(shè)計(jì)而成的。其結(jié)構(gòu)由兩部分組成：一是電子槍用來(lái)射高速運(yùn)動(dòng)的電子；二是使電子做圓周運(yùn)動(dòng)的均勻磁場(chǎng)。

電子束蒸發(fā)對(duì)源材料的要求

１．熔點(diǎn)要高

２．飽和蒸汽壓要低３．化學(xué)性能要穩(wěn)定

４．蒸發(fā)材料對(duì)加熱材料的“濕潤(rùn)性”

第14頁(yè)，課件共76頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月離子濺射鍍膜法在低真空(0.1～0.01乇)狀態(tài)下，在陽(yáng)極與陰極兩個(gè)電極之間加上幾百至上千伏的直流電壓時(shí)，電極之間會(huì)產(chǎn)生輝光放電。在放電的過(guò)程中，氣體分子被電離成帶正電的陽(yáng)離子和帶負(fù)電的電子，并在電場(chǎng)的作用下，陽(yáng)離子被加速跑向陰極，而電子被加速跑向陽(yáng)極。如果陰極用金屬作為電極(常稱靶極)，那么在陽(yáng)離子沖擊其表面時(shí)，就會(huì)將其表面的金屬粒子打出，這種現(xiàn)象稱為濺射。第15頁(yè)，課件共76頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月此時(shí)被濺射的金屬粒子是中性，即不受電場(chǎng)的作用，而靠重力作用下落。如果將樣品置于下面，被濺射的金屬粒子就會(huì)落到樣品表面，形成一層金屬膜，用這種方法給樣品表面鍍膜，稱為離子濺射鍍膜法。特點(diǎn)：1.低電壓冷濺射2.全自動(dòng)操作，可控制獨(dú)立的真空泵3.可預(yù)設(shè)沉積厚度，均勻厚度沉積，全自動(dòng)控制，膜厚度重復(fù)性好第16頁(yè)，課件共76頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月１、數(shù)字及符號(hào)顯示２、圖形顯示薄膜電致發(fā)光顯示器的結(jié)構(gòu)圖

五、ELD的用途第17頁(yè)，課件共76頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月３、彩色顯示（1）EL積層型，將多色發(fā)光層簡(jiǎn)單的堆積；（2）EL平面布置型，利用光刻工藝將三基色發(fā)光層在平面上布置；（3）白色EL與彩色濾光器積層型，使發(fā)光波長(zhǎng)廣布于可見(jiàn)光范圍內(nèi)的白色發(fā)光層與彩色濾光器相沉積。（4）二層基板型，是積層型與平面布置型相組合。目前，EL平面布置型在制作、結(jié)構(gòu)、驅(qū)動(dòng)電路等方面容易實(shí)現(xiàn)；對(duì)白色發(fā)光層與彩色濾光器沉積的研制更多些。4、LCD背照光源第18頁(yè)，課件共76頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月

夾層結(jié)構(gòu)中的絕緣層被一系列的電子加速層所代替，就是我們所說(shuō)的分層優(yōu)化結(jié)構(gòu)。在這種結(jié)構(gòu)中，從電極處發(fā)射的電子，在這些加速層中被多次加速，獲得了足夠高的能量，然后進(jìn)入發(fā)光層，碰撞激發(fā)發(fā)光中心，實(shí)現(xiàn)發(fā)光。這種加速過(guò)程和發(fā)光過(guò)程的分離，使我們能夠獨(dú)立地對(duì)各層進(jìn)行分層優(yōu)化。這無(wú)論是對(duì)電子能量、發(fā)光亮度，還是發(fā)光效率的提高都具有重要意義。六、TFEL器件最新進(jìn)展第19頁(yè)，課件共76頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月1薄膜的制備2器件性能的測(cè)量

一般說(shuō)來(lái)，我們做成的器件都需要對(duì)其器件性能進(jìn)行檢測(cè)。這些性能可以通過(guò)激發(fā)光譜、發(fā)射光譜、吸收光譜、亮度電壓曲線、傳導(dǎo)電流等反映出來(lái)，它們分別反映了器件不同方面的性能。3結(jié)構(gòu)和成份分析七無(wú)機(jī)TFEL研究的一般方法第20頁(yè)，課件共76頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月第21頁(yè)，課件共76頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月第二節(jié)有機(jī)電致發(fā)光一、OLED發(fā)展歷程二、OLED的分類(lèi)三、小分子OLED的結(jié)構(gòu)、原理與材料四、PEL結(jié)構(gòu)、機(jī)理、材料五、OLED的一般研究方法六．彩色顯示板的方法七、影響器件失效和壽命的因素和解決方法八、OLED的發(fā)展現(xiàn)狀及存在的主要問(wèn)題應(yīng)用和前景第22頁(yè)，課件共76頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月1936年，Destriau將有機(jī)熒光化合物分散在聚合物中制成薄膜，得到最早的電致發(fā)光器件。20

世紀(jì)50年代，人們就開(kāi)始用有機(jī)材料制作電致發(fā)光器件的探索，A.

Bernanose等人在蒽單晶片的兩側(cè)加上400V的直流電壓觀測(cè)到發(fā)光現(xiàn)象，單晶厚10mm～20mm，所以驅(qū)動(dòng)電壓較高。1963年，M.

Pope等人也獲得了蒽單晶的電致發(fā)光。70年代，賓夕法尼亞大學(xué)的Heeger探索了合成金屬。1987年，Kodak公司的鄧青云首次研制出具有實(shí)用價(jià)值的低驅(qū)動(dòng)電壓（<10V，>1000cd/m2）OLED器件（Alq作為發(fā)光層）。1990年，Burroughes及其合作者研究成功第一個(gè)高分子EL（PLED）(PPV作為發(fā)光層)，更為有機(jī)電致發(fā)光顯示器件實(shí)用化進(jìn)一步奠定了基礎(chǔ)。一、OLED發(fā)展歷程第23頁(yè)，課件共76頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月1997年，單色有機(jī)電致發(fā)光顯示器件首先在日本產(chǎn)品化，1999年，日本先鋒公司率先推出了為汽車(chē)音視通信設(shè)備而設(shè)計(jì)的多彩有機(jī)電致發(fā)光顯示器面板，并開(kāi)始量產(chǎn)，同年9月，使用了先鋒公司多色有機(jī)電致發(fā)光顯示器件的摩托羅拉手機(jī)大批量上市。近年來(lái)，OEL的突破性進(jìn)展，并引起產(chǎn)業(yè)界的高度重視，在世界范圍內(nèi)，已有90多家公司在開(kāi)發(fā)OEL，而且每個(gè)月都有新公司加入。國(guó)內(nèi)公司有：京東方科技集團(tuán)股份有限公司、維信諾公司（南風(fēng)化工集團(tuán)股份有限公司是清華大學(xué)企業(yè)集團(tuán)、清華創(chuàng)業(yè)投資公司、咸陽(yáng)彩虹集團(tuán)等在北京注冊(cè)成立維信諾科技有限公司）、清華大學(xué)與彩虹集團(tuán)合作已在建立1條小試實(shí)驗(yàn)線、廊坊市錫豐化工有限公司、上海大學(xué)、吉林大學(xué)與有關(guān)公司合作開(kāi)發(fā)的談判也在積極進(jìn)行之中等。這一切都表明，OLED技術(shù)正在逐步實(shí)用化，顯示技術(shù)又將面臨新的革命。第24頁(yè)，課件共76頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月一是以有機(jī)染料和顏料等為發(fā)光材料的小分子基OLED，典型的小分子發(fā)光材料為Alq3（3-羥基喹啉鋁）；另一種是以共軛高分子為發(fā)光材料的高分子基OLED，簡(jiǎn)稱為PLED，典型的高分子發(fā)光材料為PPV。二．器件分類(lèi)

第25頁(yè)，課件共76頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月第26頁(yè)，課件共76頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月三、小分子OLED的結(jié)構(gòu)、原理與材料1、結(jié)構(gòu)2、發(fā)光原理3、小分子OLED材料第27頁(yè)，課件共76頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月1、結(jié)構(gòu)第28頁(yè)，課件共76頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月RGB和白色EL器件的結(jié)構(gòu)為：器件R:ITO/CuPc/NPB/Alq3:DCJTB/MgAg器件G:ITO/CuPc/NPB/Alq3:QA/MgAg器件B:ITO/CuPc/NPB/DPVBi:Perylene/Alq3/MgAg器件W:ITO/CuPc/NPB/DPVBi:DCJTB/Alq3/MgAg第29頁(yè)，課件共76頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月能帶理論模型：相對(duì)晶體固體的能帶模型來(lái)說(shuō)：價(jià)帶頂HOMO（分子最高占據(jù)分子軌道）導(dǎo)帶底LUMO（分子最低未占據(jù)軌道）帶隙Eg是HOMO與LUMO之間的寬度，離化能Ip是真空能級(jí)與HOMO之間的能量差,電子親和勢(shì)Ea是真空能級(jí)與LUMO之間的能量差2、發(fā)光原理第30頁(yè)，課件共76頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月發(fā)光機(jī)理載流子的注入：電子和空穴分別從陰極和陽(yáng)極注入夾在電極間的有機(jī)功能薄膜層；載流子的遷移：載流子分別從電子傳輸層和空穴傳輸層向發(fā)光層遷移；激子的形成和擴(kuò)散：電子和空穴在發(fā)光層中相遇，形成激子，激子復(fù)合并將能量傳遞給發(fā)光材料，使其從基態(tài)能級(jí)躍遷為激發(fā)態(tài)；發(fā)光：激發(fā)態(tài)能量通過(guò)輻射馳豫過(guò)程產(chǎn)生光子，釋放出光能。陽(yáng)極HTLEMLETL陰極LUMOHOMO

三層結(jié)構(gòu)的OLED的能帶圖第31頁(yè)，課件共76頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月

當(dāng)器件加正向偏壓時(shí),電子和空穴分別從陰極和陽(yáng)極注入到有機(jī)材料中,外場(chǎng)的作用使它們遷移至發(fā)光層電子和空穴在發(fā)光層相遇后,由于庫(kù)侖作用形成暫態(tài)激子,處于不穩(wěn)定態(tài).其中大部分發(fā)生復(fù)合,電子落入空穴,釋放出能量發(fā)光材料原子的最外層電子吸收這些能量后將處于激發(fā)態(tài),當(dāng)激發(fā)態(tài)的電子躍遷回基態(tài)時(shí)輻射出光子,釋放出光能HTLETLEML陰極陽(yáng)極Name:電子AndIam:空穴第32頁(yè)，課件共76頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月（1）、空穴傳輸材料傳輸空穴的空穴傳輸材料應(yīng)該具備以下條件：具有良好的空穴傳輸特性；具有較低的Ip（離化勢(shì)），易于由陽(yáng)極注入空穴；激發(fā)能量高于發(fā)光層的激發(fā)能量；不能與發(fā)光層形成激基復(fù)合物；具有良好的成膜性和較高的玻璃化溫度，熱穩(wěn)定性好，可以用真空蒸發(fā)法形成致密的薄膜，不易結(jié)晶。空穴傳輸材料主要是芳香胺類(lèi)。目前最常用的小分子空穴傳輸材料TPD和α-NPB3、小分子OLED材料第33頁(yè)，課件共76頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月NNNPDαNCH3NNNCHCH3MTDATA3第34頁(yè)，課件共76頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月NNMeOCH3CH3CH3吡唑啉類(lèi)化合物

第35頁(yè)，課件共76頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月（2）、電子傳輸材料傳輸電子的電子傳輸材料應(yīng)滿足以下要求：（1）具有良好的電子傳輸特性；（2）具有較低的Ea（電子親和勢(shì)），易于由陰極注入電子；（3）激發(fā)能量高于發(fā)光層的激發(fā)能量；（4）不能與發(fā)光層形成激基復(fù)合物；（5）成膜性和化學(xué)穩(wěn)定性良好，不易結(jié)晶。目前最常使用的電子傳輸材料是OXD-7和許多有機(jī)金屬螯合物如Alq3

第36頁(yè)，課件共76頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月噁二唑衍生物苯乙烯類(lèi)衍生物第37頁(yè)，課件共76頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月香豆素化合物三唑化合物第38頁(yè)，課件共76頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月（3）、發(fā)光材料分類(lèi)：用于OELD的發(fā)光材料首先要滿足以下五點(diǎn)要求：具有高效率的固態(tài)熒光，無(wú)明顯的濃度淬滅現(xiàn)象具有良好的化學(xué)穩(wěn)定性和熱穩(wěn)定性，不與電極和載流子傳輸材料發(fā)生反應(yīng)；易形成致密的非晶態(tài)薄膜且不易結(jié)晶；具有適當(dāng)?shù)陌l(fā)光波長(zhǎng)；具有一定的載流子傳輸能力。按材料的分子結(jié)構(gòu)特性分類(lèi)：A、有機(jī)小分子熒光染料El材料第39頁(yè)，課件共76頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月ONSO香豆素衍生物第40頁(yè)，課件共76頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月第41頁(yè)，課件共76頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月NCH3NCH3OOOOPerylene苝二酸酐衍生物另外一些有機(jī)小分子熒光染料NHNHoOQuinacridoneRubrene稠環(huán)芳烴類(lèi)衍生物第42頁(yè)，課件共76頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月配體微擾金屬離子發(fā)光的配合物發(fā)光材料A、金屬離子微擾配體發(fā)光的配合物發(fā)光材料具有優(yōu)良的載流子傳輸特性和成膜性能，是目前最常用的OEL材料。NNNNZnZnPc甲亞胺類(lèi)絡(luò)合物卟啉鋅絡(luò)合物第43頁(yè)，課件共76頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月B、配體微擾金屬離子發(fā)光的配合物發(fā)光材料一般是稀土金屬螯合物。第44頁(yè)，課件共76頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月（4）、緩沖層材料為了增強(qiáng)金屬及其氧化物電極與有機(jī)材料的附著強(qiáng)度引入的。陽(yáng)極處：CuPc陰極處：LiF或MgF2（5）、電極材料為了有效注入載流子，對(duì)電極材料要求：陽(yáng)極逸出功盡可能大（提供空穴，一般采用ITO)；陰極逸出功盡可能?。ㄌ峁╇娮樱┗瘜W(xué)穩(wěn)定性好陽(yáng)極：ITO、高功函數(shù)金屬、導(dǎo)電聚合物陰極：MgAg、LiAl、LiF/Al第45頁(yè)，課件共76頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月1、結(jié)構(gòu)2、發(fā)光原理3、材料四、PEL結(jié)構(gòu)、機(jī)理、材料第46頁(yè)，課件共76頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月1、PLED的結(jié)構(gòu)單層薄膜夾心式ITO/PPV/AL雙層或多層結(jié)構(gòu)，增加了載流子傳輸層幾種聚合物共混小分子染料摻雜聚合物基板：玻璃聚碳酸酯柔性襯底第47頁(yè)，課件共76頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月

極化子在外加電場(chǎng)作用下，在鏈內(nèi)傳遞、跳躍、復(fù)合成為雙極子，光輻射失活發(fā)光聚合物ELD的發(fā)光過(guò)程，與小分子OELD相似，屬于注入式發(fā)光。共軛鏈中的π分子軌道，有一半成鍵π分子軌道，另一半是反鍵π分子軌道，這些軌道按能量高低依次排列。電子率先填充于能量較低的成鍵分子軌道，而能量較高的反鍵分子軌道一般是空的。在外加電場(chǎng)作用下，陰極電子被注入到最低未占據(jù)分子軌道（LUMO）中形成負(fù)極化子，陽(yáng)極注入空穴到最高占據(jù)分子軌道（HOMO）形成正極化子。正、負(fù)極化子在共軛聚合物鏈段上反方向遷移，最后正、負(fù)極化子復(fù)合形成激子，激子通過(guò)輻射衰減而發(fā)光。2、PELD的發(fā)光機(jī)制第48頁(yè)，課件共76頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月圖1-15給出了聚合物電致發(fā)光過(guò)程。第49頁(yè)，課件共76頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月第50頁(yè)，課件共76頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月TransparentAnode第51頁(yè)，課件共76頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月+++++++–––––––第52頁(yè)，課件共76頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月––––––––++++++++第53頁(yè)，課件共76頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月––––––––++++++++––++第54頁(yè)，課件共76頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月（1）用于ELD的聚合物材料要滿足以下要求：具有高效率的固態(tài)熒光具有良好的化學(xué)穩(wěn)定性和熱穩(wěn)定性，加工性能優(yōu)良易形成致密的非晶態(tài)薄膜且不易結(jié)晶具有一定的發(fā)光波長(zhǎng)具有一定的載流子傳輸特性3、PELD的材料第55頁(yè)，課件共76頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月按材料的分子結(jié)構(gòu)特性分為三類(lèi)：A、主鏈共軛高分子材料具有長(zhǎng)的共軛鏈，載流子傳輸性能優(yōu)良包括PPV及其衍生物、聚對(duì)苯撐等B、非主鏈共軛高分子材料共軛度小，電子在側(cè)鏈的掛接發(fā)光片斷內(nèi)移動(dòng)第56頁(yè)，課件共76頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月聚噻吩衍生物C、摻雜高分子材料包括多種聚合物共混、將小分子材料分散在聚合物基質(zhì)中兩種方式。第57頁(yè)，課件共76頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月（2）聚合物空穴傳輸材料

PPV聚乙烯基咔唑(PVK)

聚硅烷

第58頁(yè)，課件共76頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月（3）聚合物電子傳輸材料

含有三唑結(jié)構(gòu)單元如TAZ的聚合物（PFTAZ）聚喹啉(PPQ)（4）電極材料ITO、聚吡咯、聚苯胺等導(dǎo)電聚合物可用作聚合物ELD的陽(yáng)極陰極材料則盡量選用功函數(shù)較低的堿金屬或堿土金屬合金如Mg、Al、Ca等活潑金屬第59頁(yè)，課件共76頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月1、器件制備ITO玻璃襯底經(jīng)清洗及等離子體處理后放入真空室內(nèi)，器件的各層都是在真空下，采用連續(xù)蒸發(fā)的方法制備。有摻雜劑時(shí)采用共蒸發(fā)的方法。Mg:Ag合金電極用雙源蒸發(fā)制得，最后經(jīng)密封制成器件。2、OEL器件的特性器件的亮度、色度及光譜通過(guò)PR650光譜掃描色度計(jì)測(cè)量，亮度-電壓和亮度-電流密度特性由2400SourceMeter及相關(guān)線路測(cè)量。五、OLED的一般研究方法：第60頁(yè)，課件共76頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月有機(jī)電致發(fā)光器件的制備1、基片的清洗2、有機(jī)功能薄膜的制備和電極的準(zhǔn)備3、封裝第61頁(yè)，課件共76頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月1、基片的清洗玻璃（ITO）－>稀HCl（掩模）－>條狀I(lǐng)TO電極－>水洗除去HCl－>丙酮超聲除去有機(jī)雜質(zhì)－>等離子體清洗－>干凈的ITO條基片2、有機(jī)功能薄膜和電極的制備（1）、有機(jī)小分子ELD的制作真空鍍膜：10－4Pa真空室里，依次蒸鍍緩沖層、HTL、EML和ETL，蒸鍍電極。有機(jī)層厚度控制在15－50nm，蒸發(fā)速率0.1-1nm/s。自組裝膜制備：LB膜制備：第62頁(yè)，課件共76頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月第63頁(yè)，課件共76頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月（2）、聚合物ELD的制作旋涂法：將材料溶解在有機(jī)溶劑中，滴加在基板上，甩膠，蒸鍍電極。簡(jiǎn)單，膜層均勻無(wú)針孔，易于大面積器件噴涂（int－jet）：噴墨方式制作三基色象元，易于實(shí)現(xiàn)彩色和全色顯示工藝簡(jiǎn)單浸取法印刷法3、器件的封裝器件的有機(jī)材料和金屬電極遇到水汽和氧氣發(fā)生氧化、晶化等物理化學(xué)變化，從而失效，必須封裝環(huán)氧樹(shù)脂對(duì)器件封裝，添加分子篩吸濕等第64頁(yè)，課件共76頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月有機(jī)電致發(fā)光器件特性1、發(fā)射光譜2、發(fā)光亮度3、發(fā)光效率4、響應(yīng)速度快5、壽命第65頁(yè)，課件共76頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月1、發(fā)射光譜：與基質(zhì)和摻雜有關(guān)下圖示出一組R、G、B有機(jī)EL器件的發(fā)射光譜OEL顏色BGR雜質(zhì)PeryleneCoumarin6DCJT亮度（cd/m2）3551980770發(fā)光效率（lm/w)0.563.91.3驅(qū)動(dòng)電壓（V）1089量子效率0.0120.030.025這組有機(jī)EL器件的發(fā)射材料特性第66頁(yè)，課件共76頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月2、發(fā)光亮度：與驅(qū)動(dòng)電壓、電流密度、摻雜有關(guān)（1）、B－V呈現(xiàn)很好的開(kāi)關(guān)特性（2）、B隨工作電流密度增加而增加（3）、同一基質(zhì)的OEL材料，B與摻雜種類(lèi)和濃度有關(guān)BV104103102DC10100BJmA/cm21041031021010010第67頁(yè)，課件共76頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月3、發(fā)光效率比無(wú)機(jī)EL器件的發(fā)光效率高4、響應(yīng)速度快<1us5、壽命與B0和摻雜有關(guān)第68頁(yè)，課件共76頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月獲得全色OLED顯示器的方法有三種：(1)發(fā)光層加濾色片。這是獲得全色顯示最簡(jiǎn)單的方法，它是在研發(fā)LCD和CCD時(shí)形成的一種成熟的濾色片技術(shù)(2)采用紅綠藍(lán)三種EL發(fā)光材料，因此發(fā)光層為三層結(jié)構(gòu)。(3)采用藍(lán)