1、顯示技術基礎顯示技術基礎辦公室：辦公室：E-mail: 課程介紹 本課程為光電信息工程專業的學科專業平臺必修課程。通過本課程的學習，其作用和任務是使學生掌握幾類平板顯示技術（PDP、OLED、EL、FED等）的基本原理以及相關的光、電設計原理。本課程重點介紹圖像信息的平板顯示技術及其在各個領域中的應用。課程內容安排 第一章第一章 緒論（顯示技術總體應用及發展進展緒論（顯示技術總體應用及發展進展 ） 第二章第二章 陰極射線管及圖像質量陰極射線管及圖像質量 第三章第三章 平板信息顯示器件平板信息顯示器件 3.1 PDP顯示技術顯示技術 3.2 OLED顯示技術顯示技術 3.3 無機無機EL顯示技術

2、顯示技術 3.4 FED顯示技術顯示技術 第四章第四章 大屏幕臨場感顯示大屏幕臨場感顯示 4.1 投影顯示（投影顯示（CRT投影）投影） 4.2 三維顯示三維顯示 教材：教材： 液晶與平板顯示技術液晶與平板顯示技術，作者：高鴻錦，北京郵電大學出版社，作者：高鴻錦，北京郵電大學出版社，第第1版版 2007參考書：參考書： 1、平板顯示技術平板顯示技術 應根裕應根裕 胡文波胡文波 邱勇，邱勇，人民郵電出版社人民郵電出版社 2002 年年10月月 2、光電顯示技術光電顯示技術 張興義，北京理工大學出版社張興義，北京理工大學出版社 1995 3、顯示技術與顯示器件顯示技術與顯示器件 彭國賢，人民郵電出

3、版社彭國賢，人民郵電出版社 1981參考資料：參考資料： 搜索引擎（搜索引擎（Google、baidu） 臺灣各高校網絡資源臺灣各高校網絡資源 陜西科技大學等離子體課件陜西科技大學等離子體課件 麻省理工麻省理工OLED課件課件OLED顯示技術 OLED器件制備工藝與工作特性 1. OLED制備工藝 2. PLED制備工藝 3. OLED工作特性有機發光二極管制備工藝有機發光二極管制備工藝 OLED器件的發光效率和穩定性、器件的成品率乃至器件的成本等都要受到工藝技術的控制 有機發光二極管工藝技術的發展對產業化進程尤為重要 制備工藝可分為小分子有機發光二極管OLED工藝技術，和聚合物發光二極管PL

4、ED工藝技術兩大類 小分子OLED通常用蒸鍍方法或干法制備，PLED一般用溶液方法或濕法制備OLED器件的典型結構及制作工藝流程有機發光二極管制備工藝有機發光二極管制備工藝1. 小分子OLED制造工藝OLED 制備過程中的關鍵技術制備過程中的關鍵技術ITO基片的清洗和預處理陰極隔離柱制備有機功能薄膜和金屬電極的制備彩色化技術封裝技術Process of Passive OLEDProcess of Passive OLEDGlassITOGlassITOInsulatorRibOrganic LayoutCathodeCathodeOrganic LayoutGlassITOMetal or

5、Glass CanInsulatorRibPassivation LayerUV Resin（1） 基片的清洗和預處理基片的清洗和預處理 OLED對ITO的要求:表面潔凈；表面平整；功函數較高 有機層與ITO之間界面對發光性能的影響至關重要，ITO玻璃在使用前必須仔細清洗，目的是除去表面上物理附著的污物和化學附著的有機物等。 污染物通常分為四類：有形顆粒，如塵埃；有機物質，如油脂和涂料；無機物質，如堿、鹽和銹斑；微生物機體 清除基片表面污染物的方法：化學清洗法、超生波清洗法、真空烘烤法及離子轟擊法 ITO基板清洗基板清洗 化學清洗法 清洗劑：乙醇、丙酮、氯仿、四氯化碳等。 作用：去除油、潤滑脂

6、、脂肪及其它有機污染物。 超聲波清洗 作用：去除不溶性污物。 真空烘烤法 方法：在真空室（真空度為10-4Pa）中，將基片加熱至200C。 作用：去除基片表面吸附的氣體和雜質。（1） 基片的清洗和預處理基片的清洗和預處理 超聲波清洗法超聲波清洗法超聲波清洗是利用超聲波技術，使水和溶劑發生振動，清洗表面復雜的附著物而且不損傷基片的一種清洗方法。目前，超聲波清洗廣泛應用于OLED器件制作的前清洗工藝當中。超聲波的基本原理是空化作用：存在于液體內的微氣泡（空化核）在聲場的作用下振動，在聲壓達到一定值時，氣泡迅速增大然后突然閉合，在氣泡閉合時產生激波，在其周圍產生上千個大氣壓，破壞不溶性污染物而使它們

7、分散于溶液中，使表面得以凈化。一般超聲波清洗所使用的頻率為1550KHz（例如28KHz、38KHz），適合于基板附著有機物的清洗。采用高頻率（1MHz以上）的超聲波清洗主要是為了清洗亞微米（0.1m）以下的污染物。（1） 基片的清洗和預處理基片的清洗和預處理原理：原理：由超聲波發生器發出的高頻振蕩信號，通過換能器轉換成高頻機械振蕩而傳播到介質，使液體流動而產生數以萬計的微小氣泡，存在于液體中的微小氣泡（空化氣泡）在聲場的作用下振動，當聲壓達到一定值時，氣泡迅速增長，然后突然閉合，在氣泡閉合時產生沖擊波，在其周圍產生上千個大氣壓力，破壞不溶性污物而使它們分散于清洗液中，當粒子被油污裹著而粘附在

8、清洗件表面時，油被乳化，固體粒子即脫離，從而達到清洗件表面凈化的目的。超聲波清洗器的工作原理超聲波清洗器的工作原理 紫外光清洗法紫外光清洗法1h（254nm）離子離子游離態原子游離態原子受激分子受激分子中性分子中性分子CO2、N2、H2O2185h（nm）1h+O2O3+OO2+OO3h為普朗克常數為普朗克常數 為紫外線光子為紫外線光子 1h+有機污染有機污染CO2、N2、H2O1hO2+O1h1h+O3 紫外光（紫外光（UV）清洗的工作原理是利用紫外光對有機物質所起的光敏氧）清洗的工作原理是利用紫外光對有機物質所起的光敏氧化作用以達到清洗粘附在物體表面上的有機化合物的目的。化作用以達到清洗粘

9、附在物體表面上的有機化合物的目的。 紫外光清洗一方面能夠避免由于使用有機溶劑造成的污染，同時能夠紫外光清洗一方面能夠避免由于使用有機溶劑造成的污染，同時能夠將清洗過程縮短。將清洗過程縮短。在實際應用中，通常是利用一種能產生兩種波長紫外光的低壓在實際應用中，通常是利用一種能產生兩種波長紫外光的低壓水銀燈（這種紫外光燈能夠產生波長為水銀燈（這種紫外光燈能夠產生波長為254nm和波長為和波長為185nm的紫外光的紫外光 ）。）。 （1） 基片的清洗和預處理基片的清洗和預處理ITO表面處理工藝表面處理工藝 目的：ITO的不均勻性將導致有機層不均勻，從而易形成局部強電場引起OLED中黑斑的產生。平整的I

10、TO表面場強均勻，減小短路的危險，提高OLED的穩定性。 早在1987年，鄧青云就指出，在沉積有機層之前，ITO表面必須進行仔細的清洗，否則不能得到穩定的OLED器件。（1） 基片的清洗和預處理基片的清洗和預處理ITO ITO 基片處理基片處理ITO For LCDITO For OLED（1） 基片的清洗和預處理基片的清洗和預處理ITO膜表面形態對膜表面形態對OLED器件的性能器件的性能: 粗糙的ITO膜表面將使光線產生漫反射,減小出射光效率,降低OLED的外量子效率。 OLED加電壓時,粗糙表面會影響OLED的內電場分布。ITO表面的尖峰將導致局部高電場,高電場將使激子解離成為正負載流子,

11、致使發光強度降低;而且高電場將加速有機材料的惡化,以至降低OLED的穩定性。（1） 基片的清洗和預處理基片的清洗和預處理ITO膜是有機物膜進行淀積的基底, ITO膜的表面形態將影響有機膜的成膜的吸附性、內應力和結晶度。由于粗糙的表面將不利于有機分子之間內聚形成晶體,因而粗糙的表面易于形成不定形結構的有機物薄膜。對于不定形結構的有機物來說,結晶有機物的出現將增加電子與晶格碰撞的可能性,這將降低OLED器件的發光效率和能量效率。常用的ITO薄膜表面預處理方法：化學方法化學方法（酸堿處理）和物理方法物理方法（O2等離子體處理、惰性氣體濺射）（1） 基片的清洗和預處理基片的清洗和預處理 酸堿處理酸堿處

12、理 固體表面的結構和組成都與內部不同，處于表面的原子或離子表現為配固體表面的結構和組成都與內部不同，處于表面的原子或離子表現為配位上的不飽和性，這是由于形成固體表面時被切斷的化學鍵造成的。正是位上的不飽和性，這是由于形成固體表面時被切斷的化學鍵造成的。正是由于這一原因，固體表面極易吸附外來原子，使表面產生污染。因環境空由于這一原因，固體表面極易吸附外來原子，使表面產生污染。因環境空氣中存在大量水份，所以水是固體表面最常見的污染物。由于金屬氧化物氣中存在大量水份，所以水是固體表面最常見的污染物。由于金屬氧化物表面被切斷的化學鍵為離子鍵或強極性鍵，易與極性很強的水分子結合，表面被切斷的化學鍵為離子

13、鍵或強極性鍵，易與極性很強的水分子結合，因此，絕大多數金屬氧化物的清潔表面，都是被水吸附污染了的。在多數因此，絕大多數金屬氧化物的清潔表面，都是被水吸附污染了的。在多數情況下，水在金屬氧化物表面最終解離吸附生成情況下，水在金屬氧化物表面最終解離吸附生成OH-及及H+，其吸附中心分，其吸附中心分別為表面金屬離子以及氧離子。別為表面金屬離子以及氧離子。 根據酸堿理論，根據酸堿理論，M+是酸中心，是酸中心，O-是堿中心，此時水解離吸附是在一對是堿中心，此時水解離吸附是在一對酸堿中心進行的。在對酸堿中心進行的。在對ITO表面的水進行解離之后，再使用酸堿處理表面的水進行解離之后，再使用酸堿處理ITO金金

14、屬氧化物表面時，酸中的屬氧化物表面時，酸中的H+、堿中的、堿中的OH-分別被堿中心和酸中心吸附，形分別被堿中心和酸中心吸附，形成一層偶極層，因而改變了成一層偶極層，因而改變了ITO表面的功函數。表面的功函數。 （1） 基片的清洗和預處理基片的清洗和預處理 等離子體處理等離子體處理 等離子體的作用通常是改變表面粗糙度和提高功函數。等離子體的作用通常是改變表面粗糙度和提高功函數。研究發現，等離子作用對表面粗糙度的影響不大，只能使研究發現，等離子作用對表面粗糙度的影響不大，只能使ITO的均方根粗糙度從的均方根粗糙度從1.8nm降到降到1.6nm，但對功函數的影響，但對功函數的影響卻較大。卻較大。 用

15、等離子體處理提高功函數的方法也不盡相同。用等離子體處理提高功函數的方法也不盡相同。 氧等離子處理是通過補充氧等離子處理是通過補充ITO表面的氧空位來提高表面表面的氧空位來提高表面氧含量的。氧含量的。 （1） 基片的清洗和預處理基片的清洗和預處理（）陰極隔離柱技術（）陰極隔離柱技術 為了實現無源矩陣OLED的高分辨率和彩色化，更好地解決陰極模板分辨率低和器件成品率低等問題，人們在研究中引入了陰極隔離柱結構。 即在器件制備中不使用金屬模板，而是在蒸鍍有機薄膜和金屬陰極之前，在基板上制作絕緣的間壁，最終實現將器件的不同像素隔開，實現像素陣列 在隔離柱制備中，廣泛采用了絕緣的無機材料（如氮化硅，在隔離

16、柱制備中，廣泛采用了絕緣的無機材料（如氮化硅，碳化硅、氧化硅）、有機聚合物材料（如碳化硅、氧化硅）、有機聚合物材料（如PI、聚四氟乙烯等）、聚四氟乙烯等）和光刻膠等材料和光刻膠等材料 目前采用有機絕緣材料和光刻膠的目前采用有機絕緣材料和光刻膠的OLED隔離柱制備工藝比隔離柱制備工藝比較成熟。隔離柱的形狀是隔離效果關鍵。較成熟。隔離柱的形狀是隔離效果關鍵。倒梯形隔離柱結構倒梯形隔離柱結構絕緣緩沖層來解決同一像素間的短路問題，同時使用倒立梯形絕緣緩沖層來解決同一像素間的短路問題，同時使用倒立梯形的隔離柱來解決相鄰像素間的短路問題的隔離柱來解決相鄰像素間的短路問題 隔離柱的基本制作方法：隔離柱的基本

17、制作方法： （）在透明基片上旋涂第一層光敏有機絕緣材料，厚度為0.55m，一般為光敏型PI、前烘后曝光，曝光圖形為網狀結構或條狀結構，線條的寬度由顯示分辨率即像素之間間隔決定，顯影后線寬為1050m，然后進行后烘。 （）在有機絕緣材料上旋涂第二層光敏型有機絕緣材料，膜厚為0.55m ，一般為光刻后線條橫截面能形成上大下小倒梯形形狀的光刻膠中的一種，一般為負型光刻膠，前烘后對第二層有機絕緣體材料進行曝光，曝光圖形為直線條，顯影后的線寬為545m有機薄膜的制備工藝步驟（）（）有機薄膜或金屬電極的制備有機薄膜或金屬電極的制備 小分子OLED器件通常采用真真空蒸鍍法制空蒸鍍法制備有機薄膜備有機薄膜和金

18、屬電極和金屬電極（）有機薄膜或金屬電極的制備（）有機薄膜或金屬電極的制備 小分子OLED器件通常采用真空蒸鍍法制備有機薄膜和金真空蒸鍍法制備有機薄膜和金屬電極屬電極，其具體操作過程是在真空中加熱蒸發容器中待形成薄膜的原材料，使其原子或分子從表面氣化逸出，形成蒸汽流，入射到固體襯底或基片的表面形成固態薄膜 該過程如果真空度太低，有機分子將與大量空氣分子碰撞，使膜層受到嚴重污染，甚至被氧化燒毀；此條件下沉積的金屬往往沒有光澤，表面粗糙，得不到均勻連續的薄膜 理論計算，為了保證鍍膜質量，當蒸發源到基片距離為25cm時，必須保證氣壓低于310-3Pa有機薄膜的制備有機薄膜的制備采用真空蒸鍍法沉積成膜。

19、包括以下三個基本過程： 加熱蒸發過程 氣化原子或分子在蒸發源與基片之間的輸送蒸發原子或分子在基片表面上的沉積過程（）有機薄膜或金屬電極的制備（）有機薄膜或金屬電極的制備基本步驟：放置材料于束源抽取真空通電加熱蒸發成膜真空熱蒸鍍技術的三大缺點真空熱蒸鍍技術的三大缺點: 1，環境要求高。，環境要求高。工藝流程必須在真空室中進行，要求緊鄰工藝流程必須在真空室中進行，要求緊鄰玻璃底板放置一塊遮光板，用以確定底板上沉積材料的圖樣。玻璃底板放置一塊遮光板，用以確定底板上沉積材料的圖樣。 2，制作大尺寸困難。，制作大尺寸困難。真空熱蒸鍍技術在生產小屏時，相對真空熱蒸鍍技術在生產小屏時，相對容易，但制造大屏幕

20、時則困難重重。遮光板，極易受工藝流容易，但制造大屏幕時則困難重重。遮光板，極易受工藝流程中的高溫環境影響而發生偏移，導致很難在大尺寸底板上程中的高溫環境影響而發生偏移，導致很難在大尺寸底板上保持均勻的沉積率。保持均勻的沉積率。 3，成本過高。，成本過高。流程復雜、環境特殊、良品率低等因素，造流程復雜、環境特殊、良品率低等因素，造成現階段成現階段OLED屏的售價居高不下。屏的售價居高不下。有機薄膜厚度優化有機薄膜厚度優化05101502000400060008000 HIL -5 HIL -1 HIL -2 HIL -3Brightness cd.m-2Voltage /V01002003004

21、00500250300350400450500550Brightness / cd.m-2Time / hr HIL-2 HIL-3 HIL-4有機薄膜沉積速率優化有機薄膜沉積速率優化 0.00.20.40.60.80.40.60.81.01.21.4發光效率 /lm.W-1沉積速率 /nm.s-10.00.20.40.60.80.00.51.01.52.0流明效率 /lm.W-1沉積速率 /nm.s-1 HTL-1 EML-1有機薄膜沉積速有機薄膜沉積速率優化率優化(a) 0.02nm/s(b) 0.09nm/s (c) 0.24nm/s(d) 1.33nm/s有機薄膜沉積速率優化有機薄膜沉

22、積速率優化050010001500250300350400450500550 1.0A/s 0.5A/s 2.0A/sBrightness /cd.m-2Time /hrHTL-2染料摻雜濃度的研究染料摻雜濃度的研究 10-210-110010110210310-1100101102103104105 E F G H IBrightness /cd.m-2Current Density /mA.cm-2E：0wt, F：0.33wtG：0.43wt%, H：1.1wt%I：3.7wt%GD-1染料摻雜濃度的研究染料摻雜濃度的研究0500100015000100200300400500600 1

23、.25% 2.77% 0.13% 0.55% 0.73%Brightness /cd.m-2Time /hrGD -2（）彩色化技術（）彩色化技術 小分子小分子OLED全彩色顯示技術方面，實現彩色化的全彩色顯示技術方面，實現彩色化的方法有方法有光色轉換法、彩色濾光薄膜法、獨立發光材光色轉換法、彩色濾光薄膜法、獨立發光材料法等。料法等。（1）三色發光層法三色發光層法（獨立發光材料法）（獨立發光材料法）：這是最常使用的技術，就是將三種發光層排列在一起，加入不同的偏壓產生全彩的效果，此技術重點在于發光材料光色純度與效率的掌握。以小分子有機發光二極管技術而言，所面臨的重大問題就是紅色材料的純度、效率與

24、壽命，而大分子有機發光二極管方面，則是在于紅、綠、藍三原色定位等問題。（）彩色化技術（）彩色化技術OLED Vacuum ProcessITO GlassInsulator making& ITO treatmentOrganic LayerRedOrganic Layer GreenOrganic Layer BlueCathodePassivation Layer彩色彩色OLED制造技術制造技術（2）白色彩色濾光片法白色彩色濾光片法：此法是將三種發光層疊在一起，使紅、綠、藍混色產生白光，或是互補色產生白光。此全彩化技術最大的優點是可以直接應用液晶顯示器現有的彩色濾光片技術，但是元件

25、發光時必須多經過一層彩色濾光片，導致亮度衰減，因此在透光率與成本上必須再深入研究。（）彩色化技術（）彩色化技術（3）色轉換法色轉換法（光色轉換法）（光色轉換法）：就是在藍色發光層中加入能量轉移的中心，使短波長、能量較大的藍光以能量轉移方式，轉換成其他顏色的光，因此在材料的選擇與技術開發上比較容易，只須先產生一個發光效率、色純度極佳的藍光，否則經過能量轉換后，整體的發光效率會很差。（）彩色化技術（）彩色化技術發光方式發光方式 RGBRGB三色發光材料獨立發光三色發光材料獨立發光 藍光為背光再經色轉換藍光為背光再經色轉換 白光為背光加彩色濾光片白光為背光加彩色濾光片發光效率發光效率 優優 可可 差

26、差精細度精細度 平平 佳佳 佳佳 優點優點 對比度佳對比度佳 高效率、廣視角高效率、廣視角 與液晶使用的材料相同與液晶使用的材料相同技術關鍵技術關鍵 金屬模板金屬模板RGBRGB精確定位問題、藍光材料的發光效率及精確定位問題、藍光材料的發光效率及 長壽命、高效率、色純度長壽命、高效率、色純度 RGBRGB色純度及穩定性色純度及穩定性 穩定性穩定性 匹配的白光材料匹配的白光材料（4） 首先制備發白光或近于白光的器件，然后通過微腔共振結構的調諧，得到不同波長的單色光，然后再獲得彩色顯示。 （5）采用堆疊結構，將采用透明電極的紅、綠、藍發光器件縱向堆疊，從而實現彩色顯示。（5）OLED的封裝技術的封

27、裝技術 對水和氧極為敏感，因此封裝技術直接影響器件的穩定性和對水和氧極為敏感，因此封裝技術直接影響器件的穩定性和壽命壽命 ）、封裝技術）、封裝技術 主要有主要有3 3種技術：金屬蓋封裝、玻璃基片封裝，薄膜封裝。種技術：金屬蓋封裝、玻璃基片封裝，薄膜封裝。 目前常用的封裝技術是玻璃基片封裝。用帶有凹槽的玻璃基目前常用的封裝技術是玻璃基片封裝。用帶有凹槽的玻璃基片與片與OLEDOLED基片壓合在一起基片壓合在一起 玻璃封裝片的加工有兩種方法，一種是噴砂，另一種采取腐玻璃封裝片的加工有兩種方法，一種是噴砂，另一種采取腐蝕方式。蝕方式。 OLED器件要求氧氣的透過率為器件要求氧氣的透過率為10-3cc

28、/m2/d以下，水氣透以下，水氣透過率為過率為10-6g/m2/d 以下以下 水氣來源有兩種：水氣來源有兩種： 經由外在環境滲透進入器件內經由外在環境滲透進入器件內 或是在或是在OLED工藝中被每一層物質吸收的水汽。工藝中被每一層物質吸收的水汽。 為了減少水汽進入組件或排除由工藝中吸附的水汽，一為了減少水汽進入組件或排除由工藝中吸附的水汽，一般最常用的物質為吸水材料，般最常用的物質為吸水材料， 干燥劑和干燥片通過貼附在封裝玻璃基片的內側以吸附干燥劑和干燥片通過貼附在封裝玻璃基片的內側以吸附器件內部的水分器件內部的水分）、吸水材料）、吸水材料 ）、封裝工藝流程）、封裝工藝流程）、水氧濃度控制和封

29、裝壓合）、水氧濃度控制和封裝壓合OLED器件封裝過程中水氧濃度要達到一定的標準，必須器件封裝過程中水氧濃度要達到一定的標準，必須在水氧濃度很低的情況下完成在水氧濃度很低的情況下完成水氧濃度控制是通過水氧濃度控制是通過N2循環精制設備完成的循環精制設備完成的在壓合過程中，要控制在壓合過程中，要控制UV固化膠的高度和寬度，使封裝固化膠的高度和寬度，使封裝腔室內的壓力合適，以避免封裝后器件產生氣泡的現象。腔室內的壓力合適，以避免封裝后器件產生氣泡的現象。 2 PLED的制備工藝的制備工藝 旋涂法：將材料溶解在有機溶劑中，滴加在基板上，甩膠，蒸鍍電極。簡單，膜層均勻無針孔，易于大面積器件 噴涂（int

30、jet）：噴墨方式制作三基色象元，易于實現彩色和全色顯示工藝簡單 浸取法 印刷法器件的封裝器件的封裝 器件的有機材料和金屬電極遇到水汽和氧氣發生氧化、晶化等物理化學變化，從而失效，必須封裝、環氧樹脂對器件封裝，添加分子篩吸濕等。3 OLED的工作特性的工作特性(1)(1)、發光顏色、發光顏色有機和聚合物發光顏色的特點：u 發光顏色覆蓋從紫外到紅外整個波段。只要改變發色團的化學結構或發色團上取代基種類和位置，就可實施顏色調控；u 色純差。有機和聚合物的吸收光譜和發射光譜一般都是寬帶光譜，譜峰的半高寬度大約在100200nm之間，這是有機分子的振動能級與電子能級互相疊加的結果。相對于無機發光材料，

31、色純度要差的多；u 形成基激復合物和發生能量轉移。(2) OLED器件的效率：器件的效率：fsq內量子效率：激子復合產生的光子數內量子效率：激子復合產生的光子數 / 注入的的電子空穴對數注入的的電子空穴對數外量子效率：射出器件的光子數外量子效率：射出器件的光子數 / 注入的的電子空穴對數注入的的電子空穴對數載流子復合系數載流子復合系數s單線態激子的形成概率單線態激子的形成概率f單線態激子的輻射衰減效率單線態激子的輻射衰減效率從從OLED的工作過程可以得到其外量子效率可以表示為的工作過程可以得到其外量子效率可以表示為3 OLED的工作特性的工作特性影響影響OLED發光效率的主要因素發光效率的主要

32、因素:u 取決于電荷的平衡注入，為提高OLED的量子效率，由陽極注入有機發光體的空穴數應和陰極注入的電子數相等。u 載流子遷移率。載流子從注入到復合有一個沿電場方向的遷移擴散過程，為了提高形成激子的效率 ，正負載流子的遷移率都應該較大，并且兩者相差較小。u 激子輻射衰減效率。有機發光材料的ph可以達到80%100%，而聚合物發光材料的ph一般在達到20%左右。3 OLED的工作特性的工作特性u 單態激子形成概率。在通常情況下，電子被空穴束縛，每產生一個單重態激子同時產生3個三重態激子，s=25%，因此即使注入到器件的電子全部被空穴束縛，且全部的單態激子均輻射產生光子，25%將是OLED的極限量

33、子效率。由于三重態激子的躍遷受量子自旋守恒定律的限制,不能發光，75%的激子白白被熱耗掉。u 能量轉移。當兩種發色團并存時一種發色團的激發態可以將能量傳遞給另一種發色團使之激發。對于前一種激子，這是“淬滅”；對于后一種發色團，這是額外的激發，因而使其發光效率大幅度提高。3 OLED的工作特性的工作特性提高發光效率的措施：提高發光效率的措施：u 選擇合適電極和有機層材料，提高載流子注入效率和均衡程度u 采用薄膜結構和載流子傳輸層提高兩種載流子的遷移率，并且使兩者相差較小。u 改善器件的界面特性，提高器件的量子效率。u 利用能量轉移提高發光效率。u 開發三線態電致發光材料。3 OLED的工作特性的

34、工作特性(3)(3)、壽命和失效機制、壽命和失效機制 測量元件壽命的方法，是在元件維持一恒定電流的條件下，測量從初始亮度下降至一半一半亮度的時間。 根據Kodak公司的VanSlyke報道，亮度在2000cd/2時，器件的工作壽命達到了1000小時 對壽命進行比較的最佳參量是亮度亮度和半亮度壽命半亮度壽命的乘積。據報道，該量值對使用壽命最長的器件是:綠光為7000000 hrcd/m2;藍光為300000 hrcd/m2;紅橙色為1600000 hrcd/m2。 3 OLED的工作特性的工作特性OLEDs失效的表現形式：（1）恒定電流工作條件下，亮度、效率逐漸下降。（2）OLEDs在一定濕度、

35、溫度的大氣環境中存放一定時間，發光亮度、效率衰減直至發光消失。這一過程體現出的是OLEDs的存貯壽命。（3）不管是存貯，還是工作，所有失效的OLED都出現大量的不發光區域黑斑。3 OLED的工作特性的工作特性（1）短路現象。 由于有機薄膜不均勻致密，從而有貫穿有機層的微型導電通道形成。（2）黑斑的形成。 熱效應熱效應有機薄層的熱不穩定性導致了黑點的形成；有機薄層的熱不穩定性導致了黑點的形成； 有機聚合物材料的化學不穩定性有機聚合物材料的化學不穩定性有機分子易受到氧和水的侵蝕，喪有機分子易受到氧和水的侵蝕，喪失發光能力；失發光能力； 金屬陰極的不穩定性金屬陰極的不穩定性金屬陰極被氧化；金屬陰極被

36、氧化； 金屬陰極有機層界面處化學反應金屬陰極有機層界面處化學反應水、氧和鋁三者所發生的電化學反水、氧和鋁三者所發生的電化學反應會釋放出微量氣體，造成金屬陰極從有機層剝離開來。應會釋放出微量氣體，造成金屬陰極從有機層剝離開來。（3）雜質的影響 雜質是捕獲載流子和激子非輻射衰減（生熱）的中心，又可以引起內部電場的局部畸變，因而是器件老化和蛻變得重要原因。OLED失效機制失效機制:3 OLED的工作特性的工作特性器件老化陰極電極電子傳導層 (ETL)發光層(EML)空穴傳導層 (HTL)空穴注入層 (HIL)ITO陽極電極玻璃基板陰極電極電子傳輸層 (ETL)發光層(EML)空穴傳輸層 (HTL)空

37、穴注入層 (HIL)ITO玻璃基板水汽陰極表面氧化剝離擴散有機層有機材料結晶有機層擴散電化學分解光化學反應水解、氧化陽極表面污染氧化物平整度載流子注入能障環境溫度焦耳熱工藝溫度元件的衰變(1) 有機材料元件衰變可分為三種: (1)熱衰變。Tg可以作為其熱穩定性的依據。Tg低的材料在室溫下容易結晶。 (2)光化學衰變。有些有機材料，在光照射下不穩定，發生了光化學反應。 (3)界面的不穩定。OLED器件中有三種界面:ITO/有機層;有機層/有機層;金屬/有機層。有些有機材料在其它有機材料或無機材料上的粘附性能很差。元件的衰變(2) 無無機材料元件衰變機材料元件衰變可分為可分為兩種兩種: (1) ITO的表面污染。器件中的ITO表面必須沒有有機雜質。表面遺留物會導致工作電壓升高，效率和使用壽命降低。 (2)陰極的腐蝕。陰極腐蝕是最常見的導致器件