五、制备OLED的材料及其作用

制备OLED的材料种类很多，主要分为阳极材料、阴极材料、缓冲层材料、载流子传输材料和发光材料等几大类。

1、阳极材料

OLED的阳极材料主要作器件的阳极之用，要求其功函数尽可能的高，以便提高空穴的注入效率。OLED器件要求电极必须有一侧是透明的，因此通常选用功函数高的透明材料ITO导电玻璃作阳极。ITO（氧化铟锡）玻璃在400nm～1000nm的波长范围内透过率达80%以上，而且在近紫外区也有很高的透过率。

2、阴极材料

OLED的阴极材料主要作器件的阴极之用，为提高电子的注入效率，应该选用功函数尽可能低的金属材料，因为电子的注入比空穴的注入难度要大些。金属功函数的大小严重的影响着OLED器件的发光效率和使用寿命，金属功函数越低，电子注入就越容易，发光效率就越高；此外，功函数越低，有机/金属界面势垒越低，工作中产生的焦耳热就会越少，器件寿命就会有较大的提高。

OLED的阴极通常采用以下几种型式：

（1）单层金属阴极。如Al、Mg、Ca等，但它们在空气中很容易被氧化，致使器件不稳定、使用寿命缩短，因此选择合金做阴极或增加缓冲层来避免这一问题。

（2）合金阴极。为了既能提高器件的发光效率，又能得到稳定的器件，通常采用金属合金作为阴极。在蒸发单一金属阴极薄膜时，会形成大量的缺陷，造成耐氧化性变差；而蒸镀合金阴极时，少量的金属会优先扩散到缺陷中，使整个有机层变得很稳定。

（3）层状阴极。这种阴极是在发光层与金属电极之间加入一层阻挡层，如LiF、CsF、RbF等，它们与Al形成双电极。阻挡层可大幅度的提高器件的性能。

3、缓冲层材料

在OLED中空穴的传输速率约为电子传输速率的两倍，为了防止空穴传输到有机/金属阴极界面引起光的猝灭，在制备器件时需引入缓冲层CuPc。CuPc作为缓冲层，不仅可以降低ITO/有机层之间的界面势垒，而且还可以增加ITO/有机界面的粘合程度，增大空穴注入接触，抑制空穴向HTL层的注入，使电子和空穴的注入得以平衡。

4、载流子传输材料

OLED器件要求从阳极注入的空穴与从阴极注入的电子能相对平衡的注入到发光层中，也就是要求空穴和电子的注入速率应该基本相同，因此有必要选择合适的空穴与电子传输材料。在器件的工作过程中，由于发热可能会引起传输材料结晶，导致OLED器件性能衰减，所以我们应选择玻璃化温度（Tg）较高的材料作为传输材料。试验中通常选用NPB作为空穴传输层，而选用Alq3作为电子传输材料。

5、发光材料

发光材料是OLED器件中最重要的材料。一般发光材料应该具备发光效率高、最好具有电子或空穴传输性能或者两者兼有、真空蒸镀后可以制成稳定而均匀的薄膜、它们的HOMO和LUMO能量应该与相应的电极相匹配等特性。

在小分子发光材料中，Alq3是直接单独使用作为发光层的材料。还有的是本身不能单独作为发光层，掺杂在另一种基质材料中才能发光，如红光掺杂剂DCJTB，绿光掺杂剂DMQA，蓝光掺杂剂BH1，BD1等。Alq3是一种既可以作为发光层材料，又可以兼做电子传输层材料的一种有机材料。

六、OLED的技术发展现状分析

OLED的新技术层出不穷，发展也很快，这些新技术的出现，大大的推动了OEL迈向产业化的进程。

1、运用激光转印技术的高分辨率OLED成像术

激光感应热成像（简称为LITI）方法是利用一套供体胶片、一组高精度的激光曝光系统和一副衬底来完成的。激光成像系统由激光器、光波调节器、校准与光束扩张光学组件、衰减器、电流计和f-θ扫描透镜组成。

LITI过程描述如下：首先，将热转印的供体压在基质上，供体与受体表面必须紧密接触。然后，用激光束对供体的成像模板进行曝光，结果成像图案从供体接触面向传输层（光发射材料）释放，并附着在传输层的受体接触面上。最后，将使用过的供体剥离，这样在曝光区内的高分辨率条纹就被转印了。为了形成全彩色的显示，顺序使用红、绿、兰3种供体胶片。

LITI转印是一种具有独特优势的激光寻址高分辨率图形处理方法，例如，转印胶片的厚度极其均匀，多层叠的转印能力及具有可扩展性的大尺寸母板玻璃等等。

由于这是一种干法工艺，所以LITI转印不受转印层可溶性物质的影响。因此，我们能够提出衬层的可溶性空穴传输层的解决办法，并提高OLED的性能。LITI成像方法提供了具有极好的厚度均匀性的平直、光滑和均匀的成像条纹。光发射材料能够通过旋涂、丝网涂敷、或真空喷镀等方法涂敷到供体胶片之上。LITI成像精度高于±2.5μm，这种特殊的精度是LITI转印技术的一个与众不同的优点。采用LITI技术，能够获得超过200ppi的极高分辨率图像。与传统的精密掩膜板方法（极限分辨率为150ppi）相比，这是一个显著的性能特点。

2、使用有机膜掺杂及黑色阴极可以提高OLED的性能

加拿大施乐公司的ZoranPopovic博士研究认为，OLED不稳定性的原因主要是来自有机膜层的黑斑老化。正是由于黑斑的老化，使得场致发光器件的量子效率降低，从而导致电致发光亮度逐渐减小，器件寿命缩短，限制了器件的应用的领域。

为了解决这一问题，ZoranPopovic博士采用有机膜掺杂与使用黑色阴极相结合的方法，有效地提高了OLED的性能。实验结果表明，以TPD:rubrene为掺杂剂掺入空穴传输层中可延长器件寿命；增加以CuPc为缓冲材料的缓冲层可延长器件寿命；增加使用NPB:AlQ3混合材料的HTM/ETM混合层可延长器件寿命。

施乐公司使用黑色阴极，使得OLED结构的自然光反射率降低，器件性能得以提高。基于有机金属混合层的阴极，能够提高对比度，降低黑斑的生长。

3、OLED的新产品研发状况

⑴长寿命OLED显示器件

OsramOptoSemiconductorsGmbh公司2006年1月发布了一款长寿命2.7英寸128×64像素的OLED图形显示屏，可视角为180度，对比度为2000:1。通常OLED使用寿命在5000小时左右，而这款产品达到了55000小时。与同规格液晶显示屏相比，具有价格优势，目前它的售价为19.5美元每片。该产品的睡眠功耗为0.05毫瓦，操作温度为-30℃～70%℃。

⑵聚合物OLED

英国CDT公司2006年1月宣布其在聚合物OLED研究上的突破，他们成功的开发出了14英寸聚合物OLED全彩色显示器，由非晶硅主动矩阵底板驱动。该显示器采用了喷墨打印技术，其分辨率达到了1280×768。

⑶大尺寸OLED电视

2005年5月，三星宣布了使用单片OLED面板材料开发出了40英寸WXGA电视机，并于同月在国际SID年会上展出。该电视机的OLED面板由非晶硅（a-Si）主动矩阵（AM）底板驱动，具有1280×800像素的宽屏格式和5000:1的对比度以及600nits的亮度，使OEL面板产品向电视应用方面迈出了至关重要的一步。

七、OEL发展面临的课题及发展前景展望

1、发展面临的课题

显示屏幕的大型化和TV化是的发展方向，OLED要实现大型化，最大的课题便是基板（Backplane）的来源。目前有许多厂商开始将TFT-LCD的基板作为OLED的基板使用，并已实际出货，但良品率较低，只有40%左右。理论上讲，低温多晶硅（LTPS）会比a硅（a-Si）更适合作为OLED的基板，尤其为以下三种技术：DepositedPolySi、NonLaserLTPS、NewLaserLTPS。

但要结合OLED与LTPS-TFT，势必必须考虑目前OLED的蒸镀机台的状况，目前有第1代到第3.5代的机台，第4代以上仍然是一个限制，并无相关机台的供应。因此OLED透过LTPS基板的大型化仍会是一个较大的课题。

目前PLED的制作基本上均采用旋涂法和喷墨打印法，但旋涂法对分辨率有一定的极限限制，而喷墨打印的设备又昂贵，供应商数量有限，有机材料生产厂家也不多，在一定程度上阻碍了PLED的发展进程。因此加强有机材料的合成与生产，推广应用喷墨打印技术是发展PLED的一大课题。

2、发展前景

OLED是一种极具发展前景的平板显示技术，它具有十分优异的显示性能，特别是自发光、结构简单、超轻薄、响应速度快、宽视角、低功耗及可实现柔性显示等特性，被誉为“梦幻显示器”，再加上其生产设备投资远小于TFT-LCD，得到了各大显示器厂家的青睐，已成为显示技术领域中第三代显示器件的主力军。

目前OLED已处于大规模量产的前夜，可以相信，随着研究的进一步深入，新技术的不断涌现，OLED显示器件必将有一个突破性的发展。

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