OLED發(fā)光過程分為 4 個(gè)步驟,，包括載流子的注入、載流子的傳輸,、激子的產(chǎn)生和激子擴(kuò)散及輻射發(fā)光的過程,。

今天的文章重點(diǎn)細(xì)說一下載流子的注入和載流子的傳輸兩個(gè)動(dòng)作。

相對(duì)于無機(jī)半導(dǎo)體器件,，由于有機(jī)半導(dǎo)體的導(dǎo)電能力比較差,，兩類器件的電流傳輸特性相差比較大。

其傳輸電流流經(jīng) OLED 可分為兩個(gè)步驟：

一是電荷由電極注入有機(jī)層,，

二是注入的電荷在有機(jī)層內(nèi)傳遞,，

因此電流的大小由金屬/有機(jī)材料接觸界面性質(zhì)和有機(jī)材料本身的特性兩個(gè)因素決定。

當(dāng)金屬/有機(jī)材料接觸界面勢(shì)壘非常小時(shí),， 稱為歐姆接觸,，器件的電流由流經(jīng)有機(jī)材料的電流決定。

當(dāng)該勢(shì)壘比較大時(shí),，由兩者共同決定,該勢(shì)壘稱為肖特基接觸勢(shì)壘（Schottky）

通俗來說,，載流子注入,，即電子,、空穴從電極注入傳輸層。

載流子的注入效率直接影響著OLEDs器件的啟亮電壓,、發(fā)光效率和壽命,。

因此,，電子和空穴的注入需要克服界面勢(shì)壘,，才能注入到 有機(jī)功能層。

有機(jī)功能層和電極間的勢(shì)壘是影響載流子注入,、器件亮度 和效率的重要因素,。

電子、空穴從高電導(dǎo)能力的電極材料向低導(dǎo)電性能的有機(jī)半導(dǎo)體材料渡越,，過程比較復(fù)雜,。

這與諸多因數(shù)有關(guān),，如電極材料性質(zhì)、有機(jī)材料本身性質(zhì),、電接觸界面,、表面態(tài)、器件結(jié)構(gòu)等,。

探究載流子注入方式可以通過測(cè)量器件的電流-電壓（I-V）特性來反映,。

當(dāng)金屬/半導(dǎo)體界面處注入勢(shì)壘很小時(shí)，注入形式就是歐姆接觸,，I-V 呈現(xiàn)線性特征,；

關(guān)于載流子注入機(jī)制，目前主要有兩種理論：

一種為隧穿注入,，

另一種為熱電子發(fā)射注入,。

RS熱電子注入模型中，電子通過吸收熱聲子獲得能量從而翻越注入界面的勢(shì)壘(如圖過程所示),，

RS熱電子發(fā)射模型中,，電流密度 Jrs是電場(chǎng)強(qiáng)度E和絕對(duì)溫度T的函數(shù)，可以用下式表示：

在FN隧穿模型中,，電子在外場(chǎng)的作用下依照一定的幾率隧穿通過三角形注入勢(shì)壘(如圖過程2所示),。

在FN隧穿模型中，

一般認(rèn)為:

在電場(chǎng)強(qiáng)度較小而且注入勢(shì)壘高度較小的情況下,，載流子主要以RS熱電子發(fā)射模式越過勢(shì)壘;

載流子傳輸,，即將注入至有機(jī)層的載流子運(yùn)輸至復(fù)合界面處,。

在電場(chǎng)力作用下，電子,、空穴分別在電子傳輸層,、空穴傳輸層上傳輸，向發(fā)光層靠近,。

電子,、空穴的遷移速度和傳輸層的遷移率相關(guān)，

所以,，

采用高遷移率的有機(jī)材料作傳輸層,，可以有效地降低驅(qū)動(dòng)電壓，提高器件功率效率,。

材料選擇時(shí)，既要考慮載流子輸運(yùn)性能（材料的載流子遷移率要相對(duì)大一些），又要考慮能級(jí)匹配等因素,。

此外，傳輸材料應(yīng)當(dāng)具有良好的成膜性,、穩(wěn)定性。

載流子在有機(jī)薄膜內(nèi)的遷移被認(rèn)為是跳躍運(yùn)動(dòng),，跳躍運(yùn)動(dòng)依靠電子云的重疊來完成,。

目前所使用有機(jī)小分子空穴傳輸材料的遷移率一般在 10cm2/V.s左右,，

而電子傳輸材料的遷移率相對(duì)低兩個(gè)數(shù)量級(jí).

固體有機(jī)材料的載流子遷移率較低,，大量注入時(shí)，在有機(jī)半導(dǎo)體內(nèi)部容易形成空間積累電荷,，流經(jīng)的電流稱為體電流（bulk  current）,。

目前，載流子傳輸機(jī)理還不是十分清楚,，其中如下理論模型最為常用,。

在極小電流時(shí)，注入載流子少到可以忽略,。

此時(shí)導(dǎo)電主要來自于材料內(nèi)部自身的熱激發(fā)載流子的貢獻(xiàn),，I-V 曲線呈現(xiàn)歐姆定律形式：

有機(jī)半導(dǎo)體遷移率低,，載流子容易在電極/有機(jī)層界面堆積,，從而形成空間電荷。

空間電荷產(chǎn)生的內(nèi)電場(chǎng)與外加電場(chǎng)方向相反,，限制載流子進(jìn)一步注入,。

              

考慮到體材料的陷阱限制效應(yīng),，如果注入載流子被能級(jí)分裂的淺能級(jí)陷阱俘獲，則這部分載流子不能起到導(dǎo)電作用,。

此時(shí)器件的電流特性有如下形式：

這種器件的 I-V 特性可以認(rèn)為是由于有機(jī)固體分子層中高濃度的陷阱分布所決定的,。

通常在低電流情況時(shí),，陷阱并未被填滿，電流呈現(xiàn)如下形式：

m 為整數(shù),。

當(dāng)電壓進(jìn)一步增加,，達(dá)到一定的注入水平，陷阱被完全填滿,，此時(shí)陷阱不再影響電子的傳輸,，器件再次表現(xiàn)為理想的 SCLC 傳輸。

-增強(qiáng)材料對(duì)電子,、空穴的傳輸效果,，降低器件工作電壓；

-增加器件內(nèi)載流子密度,，能增加形成激子的概率,，提高器件的亮度；

-調(diào)整電子,、空穴傳輸?shù)钠胶?，避免或減少因器件中一種載流子數(shù)量過剩導(dǎo)致載流子通過器件內(nèi)部傳輸?shù)脚c注入電極相對(duì)的另一個(gè)電極而形成的漏電流，從而提高器件的效率,。

以上,，內(nèi)容僅為方便對(duì)實(shí)際應(yīng)用理論的淺層鋪墊。

如有解釋說明不合理之處,，歡迎專業(yè)人士批評(píng)指正,。