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电致发光二极管的原理及稳定性问题分析

【摘要】:在OLED器件的电极两端施加电势,就会产生电荷。发射出的光子其波长取决于材料。一颗OLED在同一结构中表现出两种或三种原始色素,实现白光的有机发射。图8-1 OLED典型的层堆叠目前的主要挑战是OLED集成材料的稳定性问题。必须显著延长OLED的寿命,这样才能与无机半导体器件竞争。只有选择高纯度材料、采用可控环境中精细的器件制造工艺并采取器件保护措施才能保证OLED具有长寿命。如果未采取抵御环境侵蚀的保护措施,OLED的性能将迅速下降。

在OLED器件的电极两端施加电势,就会产生电荷。所以,考虑由升华小分子或聚合物组成的结构,由发光引起的光提取过程可描述如下:

1)向两个电极施加电势,电子(空穴)中负(正)电荷的注入形成薄层。

2)由于各自的离子基(氧化还原反应),电荷穿过上面提到的层进行传输。

3)两种极性相反的电荷在发光材料中发生库伦捕获。

4)发光材料的分子上形成激子。复合时产生的过量能量使分子激发。

5)分子返回基态发出电磁辐射。发射出的光子其波长取决于材料。例如,AlQ3发出的绿光波长约为520nm。

此外,有机平板显示器和光源的制造水平取决于产生三基色,即红色、绿色和蓝色的能力,这也是这些器件的基础。至少在器件标称的寿命期间,3种颜色必须是饱和的且必须维持饱和。这要求色素要具有良好的时间稳定性和电化学稳定性。一颗OLED在同一结构中表现出两种或三种原始色素,实现白光的有机发射(见图8-1)。

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图8-1 OLED典型的层堆叠

目前的主要挑战是OLED集成材料的稳定性问题。必须显著延长OLED的寿命,这样才能与无机半导体器件(例如III-V族化合物)竞争。

只有选择高纯度材料、采用可控环境中精细的器件制造工艺并采取器件保护措施(使用封装材料)才能保证OLED具有长寿命。

最终目标是阻止发色原子(Chromophore)(材料内的色源结构单位)因光、氧或水分引起的复合效应造成的衰变。如果未采取抵御环境侵蚀的保护措施,OLED的性能将迅速下降。