有机发光二极管

有机发光二极管（有机发光二极管或有机LED），也称为有机电致发光（有机EL）二极管，是一种发光二极管（LED），其中发射电致发光层是发光的有机化合物薄膜 响应电流。 该有机层位于两个电极之间； 通常，这些电极中的至少一个是透明的。 有机发光二极管用于在电视屏幕、计算机显示器和便携式系统（如智能手机和手持游戏机）等设备中创建数字显示。 一个主要的研究领域是开发用于固态照明应用的白色有机发光二极管设备。

有机发光二极管主要有两大类：基于小分子的和使用聚合物的。 将移动离子添加到有机发光二极管中会产生一种发光电化学电池 (LEC)，其工作模式略有不同。 可以使用无源矩阵 (PM 有机发光二极管) 或有源矩阵 (AM 有机发光二极管) 控制方案来驱动有机发光二极管显示器。 在 PM 有机发光二极管方案中，显示器中的每一行和每一行都按顺序控制，一个接一个，而 AM 有机发光二极管控制使用薄膜晶体管 (TFT) 背板直接访问和打开或关闭每个单独的像素 ，允许更高的分辨率和更大的显示尺寸。

有机发光二极管与基于p-n二极管结构的LED有着根本的区别。 在 LED 中，掺杂用于通过改变主体半导体的电导率来创建 p 区和 n 区。 有机发光二极管不采用p-n结构。 有机发光二极管的掺杂用于通过直接修改量子机械光学复合率来提高辐射效率。 掺杂还用于确定光子发射的波长。

有机发光二极管显示器无需背光即可工作，因为它会发出自己的可见光。 因此，它可以显示深黑电平，并且比液晶显示器 (LCD) 更薄更轻。 在环境光较暗的情况下（如暗室），无论LCD采用冷阴极荧光灯还是LED背光源，有机发光二极管屏幕都能达到比LCD更高的对比度。 有机发光二极管显示器的制造方法与LCD相同，但在TFT（用于有源矩阵显示器）、可寻址栅格（用于无源矩阵显示器）或氧化铟锡（ITO）段（用于段显示器）形成后，显示器是 涂有空穴注入层、传输层和阻挡层，以及在前两层之后涂有电致发光材料，之后可以再次应用 ITO 或金属作为阴极，然后封装整个材料堆叠。 TFT 层、可寻址网格或 ITO 段用作或连接到阳极，其可以由 ITO 或金属制成。 有机发光二极管可以做成柔性和透明的，透明显示屏用于带有光学指纹扫描仪的智能手机，柔性显示屏用于可折叠智能手机。

法国南锡大学的 André Bernanose 及其同事在 1950 年代初首次观察到有机材料中的电致发光。 他们在空气中向吖啶橙染料等材料施加高交流电压，这些材料沉积或溶解在纤维素或玻璃纸薄膜上。 所提出的机制是染料分子的直接激发或电子的激发。

1960 年，Martin Pope 和他在纽约大学的一些同事开发了与有机晶体的欧姆暗注入电极接触。 他们进一步描述了空穴和电子注入电极触点的必要能量要求（功函数）。 这些触点是所有现代有机发光二极管设备中电荷注入的基础。 Pope 的小组还于 1963 年使用小面积银电极在 400 伏特下首次在真空下观察到单一纯蒽晶体和掺杂并四苯的蒽晶体的直流电 (DC) 电致发光。 所提出的机制是分子荧光的场加速电子激发。

1965年Pope小组报道，在没有外加电场的情况下，蒽晶体中的电致发光是由热化电子和空穴复合引起的，蒽的导电能级能量高于激子能量 等级。 同样在 1965 年，加拿大国家研究委员会的 Wolfgang Helfrich 和 W. G. Schneider 首次使用空穴和电子注入电极在蒽单晶中产生了双注入复合电致发光，这是现代双注入器件的先驱。 同年，陶氏化学的研究人员获得了一种制备电致发光电池的方法的专利，该方法使用高压 (500–1500 V) 交流驱动 (100–3000 Hz) 电绝缘一毫米薄的由研磨蒽粉组成的熔融磷光体层， 并四苯和石墨粉。