有机电致发光显示器的研究进展*

摘要： 有机电致发光显示器具有功耗小、驱动电压低、视角宽、响应速度快等优点，是近年来平板显示技术领域的研究热点。本文在简要介绍有机电致发光器件工作原理的基础上，对有机电致发光材料、有机电致发光显示器(OLED)面板及其驱动技术的相关进展进行了阐述。最后，论文简单分析OLED的应用前景，展望了OLED在未来的产业化进程中所面临的机遇和挑战。

关键词： 有机电致发光器件；发光材料；显示面板；驱动；应用

引言

有机电致发光研究最早可追溯到1936年[1]，但早期的发光器件驱动电压高，发光效率低[2, 3]，没有引起人们的重视。1987年，C.W.Tang等制备成功低压驱动(<10V)的小分子发光器件[4]，使有机发光现象再次引起广泛关注。1990年，J.H. Borroughes等又报道了低压下高分子器件的发光现象[5]，开辟了高分子材料研究的新领域。

有机电致发光器件又称为有机发光二极管(OLED)，由透明阳极ITO、金属阴极和有机薄膜层构成，如图1所示。在直流电压驱动下，阴极注入的电子和阳极注入的空穴向有机发光层运动，最终在发光层中相遇并复合发光。根据有机发光层制备材料的不同，有机发光器件有小分子和高分子两种类型。小分子器件的有机薄膜一般为多层结构，高分子器件多为单层结构。目前，小分子器件在性能上占优，基本实现产业化，但成本较高，制作较大尺寸显示面板有困难；高分子器件发光性能稍差，但稳定性好，成本低，容易制作大面积显示器，且具备柔软显示特性。

与液晶显示器相比，有机电致发光显示器具有高亮度、高对比度、宽视角以及快捷的响应速度等优点，被视为下一代最理想的显示技术，现已开始应用于MP3、手机、PDA、音响显示面板等小尺寸领域，近期的研发目标是实现较大尺寸的有机显示，应用于计算机显示器、大屏幕电视机等方面。

有机电致发光材料

有机电致发光器件的发光颜色和效率基本上取决于有机发光材料，有小分子和高分子两大类。小分子材料荧光量子效率高，提纯容易，在亮度、色纯度及颜色表现等方面优于高分子材料；高分子发光材料则在加工性、机械性能、稳定性及成本上占优，通过分子设计还可实现能带调控，得到全色发光器件。此外，高分子器件质量轻薄且具有柔韧性，更易于制作大尺寸的显示面板。

图1 有机发光器件的结构示意图

由于小分子发光材料容易发生浓度淬灭，所以常常是作为客体材料掺杂进主体材料中，并通过能量转移得到激发而产生发光[6]。红光材料较好的是DCM系列的DCJTB、DCJTI等[7, 8]；绿光材料则是香豆素系列的C－545TB、C－545MT[9, 10]；蓝光材料有DPVBi、AND、MADN等[11]。其中，绿光材料的性能最好，已达实用化的要求；蓝光材料在色彩饱和度和发光稳定性方面有待改善；红光则需改进其较低的发光效率和亮度。

图2 小分子发光材料的分子结构

高分子发光材料主要有聚苯撑乙烯(PPV)和聚噻吩(PAT)两大类。PPV最早被用来做PLED的发光层，对其的研究也最为充分，其重要的衍生物有MEH-PPV，PPE等；PAT则是继聚对苯撑乙烯类之后人们研究较多的一类杂环高分子发光材料，它具有较高的热稳定性。其他的一些重要高分子还有PPP、PF等，两者都是重要的蓝光材料。

图3 高分子发光材料的分子结构

OLED显示面板及驱动技术

OLED面板

1997年，日本Pioneer公司推出多彩汽车音响面板，被认为是有机显示产业化进程的开始。2001年，Pioneer正式批量生产车载电视机所用的5.2 英寸全彩OLED显示器。同年，Sony展示了13 英寸的全彩OLED显示器样机；2004年5月，Epson发布了全球最大的40 英寸OLED显示器样机，引起了业界的震惊。它采用主动矩阵驱动方式，分辨率为1280