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1、OLED顯示技術Organiclightemittingdevice有機電致發(fā)光就是指有機材料在電流或電場的激發(fā)作用下發(fā)光的現(xiàn)象,根據(jù)所使用有機電致發(fā)光材料的不同,可分為:小分子材料、高分子材料、稀土配合物有機平板顯示器具有以下特點:材料采用有機物/高分子,因而選擇范圍寬,可實現(xiàn)紅到藍任何顏色的顯示;與其他平板顯示技術(PDP,FED)相比,具有驅動電壓低的特點;發(fā)光亮度、效率高視角寬、響應速度快超薄、重量輕,全固化主動發(fā)光可制作在柔性襯底上,器件可彎曲工作溫度范圍寬成型加工簡單,不受尺寸限制,可直接利用噴墨打印技術形
2、成;全固態(tài)結構,可用于航天器、飛機、坦克等移動顯示設備。有機電致發(fā)光和有機半導體基本原理無機晶體能帶理論有機材料中,有機分子間通過較弱的vandewaals力相互作用形成固體,產(chǎn)生松散無定形結構,整個固體分子不再保持周期性排列的結構,電子不再作離域共有化運動,而是局域在分子上,不受其他分子勢場的影響,不形成能帶。單個分子的分子軌道理論:最高占有分子軌道HOMOHighestoccupiedmolecularorbital最低未占有分子軌道LUMO可類似于半導體中價帶頂,導帶底,禁帶HOMOLUMO失去電子能力強的分子稱
3、為“給體”,得到電子能力強的分子稱為“受體”,和無機半導體類似,也有兩種載流子,在沒有外加電場情況下,空穴或電子在空間方向跳躍是隨機的;在外加電場情況下,空穴順著電場方向跳躍的幾率高,電子逆著電場方向跳躍的幾率高,統(tǒng)計上形成定向移動。有機分子組成的體系,盡管分子之間通過較弱的V氏力形成固體,但這相互作用足夠使得分子之間相同的分子軌道存在一定的能量差,如果將固體中相同的分子軌道處于的能量按它們在固體中的數(shù)目做成函數(shù)關系,就可得到有機固體的能態(tài)密度分布,有文獻報道,有機固體中的能態(tài)密度呈高斯分布。和無機半導體中類似,通過有
4、機半導體中摻雜,實現(xiàn)N型或P型有機半導體,來改變器件的發(fā)光顏色、增強器件的穩(wěn)定性,提高器件發(fā)光效率等。OLED的結構及工作原理高效OLED通常有一個基本兩層結構,空穴傳輸層、電子傳輸層,能級不匹配,在界面產(chǎn)生勢壘,電子和空穴集中在界面處,在此復合幾率最大;在兩層界面處引入起熒光中心作用的物質,可以對發(fā)光中心進行有序的優(yōu)化,如此可形成一層很薄的發(fā)光層(三明治結構)。雙層結構之OLED透明電極(ITO,陽極)有機空穴傳輸層有機發(fā)光層有機電子傳輸層金屬背電極(陰極)OLED的發(fā)光過程由以下四個步驟完成載流子注入:電子和空穴分
5、別從陰極和陽極注入載流子遷移:電子和空穴分別通過電子傳輸層(ETL)和空穴傳輸層(HTL)向發(fā)光層遷移激子形成:電子和空穴在發(fā)光層相遇,形成激子發(fā)光:激子退激發(fā)輻射出光子的過程研究載流子傳輸過程有許多重要意義:增強材料對電子、空穴的傳輸效果,降低器件工作電壓;增加器件內載流子密度,能增加形成激子的概率,提高器件的亮度;調整電子、空穴傳輸?shù)钠胶?,避免或減少因器件中一種載流子數(shù)量過剩導致載流子通過器件內部傳輸?shù)脚c注入電極相對的另一個電極而形成的漏電流,從而提高器件的效率。兩種能量轉移的方式當跳躍著的電子和空穴所在的分子相互
6、很近,或者電子和空穴處于同一個分子上時,由于電子和空穴庫侖相互作用,使得兩者束縛在一起形成能量較低的“激子”。激子能量可以以輻射復合或非輻射復合形成退激發(fā)。也可以將能量以光的發(fā)射-再吸收的形式轉移給別的激子,稱為F?rster能量轉移;這種能量轉移以(虛光子)發(fā)射和再吸收為中介,主要由于給體和受體之間存在的耦極相互作用,且強烈依賴于給體和受體分子之間距離(可達幾十埃);而且給體退激發(fā)和受體被激發(fā)是同時發(fā)生的;其發(fā)生幾率正比于給體分子熒光光譜和受體分子吸收光譜交疊程度。另一種激子轉移能量的方式稱為Dexter能量轉移,是
7、直接將電子或空穴轉移到另外的分子上形成新的激子的同時完成能量轉移(傳遞),它是以載流子直接交換的方式傳遞能量,只有處于激發(fā)態(tài)的分子和另外一個處于基態(tài)的分子離得很近以至于電子云出現(xiàn)彼此交疊的時候,分子間間距最多只能到幾個埃,發(fā)生這種能量轉移的速率也正比于給體分子發(fā)光光譜和受體分子的吸收光譜的交疊程度。表格能量傳遞方式實現(xiàn)方式D-A間距轉移速率F?rster虛光子的發(fā)射再吸收過程D-A間距可達幾十埃與D-A光譜交疊程度成正比Dexter電子、空穴的直接轉移電子云交疊的幾個埃與D-A光譜交疊程度成正比OLED驅動方式按驅動電
8、壓極性可分為直流驅動和交流驅動正向直流驅動:電子和空穴傳輸方向不變,多余載流子或積累在界面上,或越過勢壘進入電極(漏電流);交流驅動:負半周將多余的電子、空穴消耗掉(朝相反方向運動),最終有利于提高復合效率。多色有機發(fā)光實現(xiàn)全彩色顯示的方式:RGB三色各點分別采用三色發(fā)光材料獨立發(fā)光;藍色顯示作為色變換層,使一部分轉變?yōu)榧t色和綠色