电致发光二极管的原理及稳定性问题分析

2025-09-29 历史故事版权反馈

【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）。(https://www.chuimin.cn)

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。

电致发光二极管的原理及稳定性问题分析

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