OLED的結構原理及其發(fā)光過(guò)程解析

　　有機發(fā)光二極管（Organic Light-EmitTIng Diode， UIV OLED）又稱(chēng)為有機電激光顯示、有機發(fā)光半導體（Organic Electroluminesence Display， UIV OLED）。與液晶顯示（Liquid Crystal Display， LCD）是不同類(lèi)型的發(fā)光原理。OLED由美籍華裔教授鄧青云（Ching W. Tang）1979年在實(shí)驗室中發(fā)現，由此展開(kāi)了對OLED的研究。OLED顯示技術(shù)具有自發(fā)光、廣視角、幾乎無(wú)窮高的對比度、較低耗電、極高反應速度等優(yōu)點(diǎn)。但是，在價(jià)格（較大顯示面板）、壽命、分辨率暫無(wú)法與液晶顯示器匹敵。

　　有機發(fā)光二極管依色彩可分為單色、多彩及全彩等種類(lèi)，其中全彩有機發(fā)光二極管的制備最為困難；依驅動(dòng)方式可分為被動(dòng)式（Passive Matrix， PMOLED）與主動(dòng)式（AcTIve Matrix， AMOLED）。

　　oled的原理

　　OLED是指在電場(chǎng)驅動(dòng)下，通過(guò)載流子注入和復合導致發(fā)光的現象。其原理是用ITO玻璃透明電極和金屬電極分別作為器件的陽(yáng)極和陰極，在一定電壓驅動(dòng)下，電子和空穴分別從陰極和陽(yáng)極注入到電子和空穴傳輸層，然后分別遷移到發(fā)光層，相遇形成激子使發(fā)光分子激發(fā)，后者經(jīng)過(guò)輻射后發(fā)出可見(jiàn)光。輻射光可從ITO 一側觀(guān)察到，金屬電極膜同時(shí)也起了反射層的作用。

　　oled的結構

　　基層（透明塑料，玻璃，金屬箔）——基層用來(lái)支撐整個(gè)OLED。

　　陽(yáng)極（透明）——陽(yáng)極在電流流過(guò)設備時(shí)消除電子（增加電子“空穴”）。

　　有機層——有機層由有機物分子或有機聚合物構成。

　　導電層——該層由有機塑料分子構成，這些分子傳輸由陽(yáng)極而來(lái)的“空穴”?？刹捎镁郾桨纷鳛镺LED的導電聚合物。

　　發(fā)射層——該層由有機塑料分子（不同于導電層）構成，這些分子傳輸從陰極而來(lái)的電子;發(fā)光過(guò)程在這一層進(jìn)行?？刹捎镁圮套鳛榘l(fā)射層聚合物。

　　陰極（可以是透明的，也可以不透明，視OLED類(lèi)型而定）——當設備內有電流流通時(shí)，陰極會(huì )將電子注入電路。

　　oled的發(fā)光過(guò)程及原理

　　OLED發(fā)光的方式與LED類(lèi)似，有一個(gè)稱(chēng)為電磷光的過(guò)程。

　　OLED發(fā)光的具體過(guò)程如下：

　　1、OLED設備的電池或電源會(huì )在OLED兩端施加一個(gè)電壓。

　　2、電流從陰極流向陽(yáng)極，并經(jīng)過(guò)有機層（電流指電子的流動(dòng)）。

　　3、陰極向有機分子發(fā)射層輸出電子。

　　4、陽(yáng)極吸收從有機分子傳導層傳來(lái)的電子。（這可以視為陽(yáng)極向傳導層輸出空穴，兩者效果相等。

　　5、在發(fā)射層和傳導層的交界處，電子會(huì )與空穴結合。

　　6、電子遇到空穴時(shí)，會(huì )填充空穴（它會(huì )落入缺失電子的原子中的某個(gè)能級）。

　　7、這一過(guò)程發(fā)生時(shí)，電子會(huì )以光子的形式釋放能量。

　　8、OLED發(fā)光。

　　9、光的顏色取決于發(fā)射層有機物分子的類(lèi)型。生產(chǎn)商會(huì )在同一片OLED上放置幾種有機薄膜，這樣就能構成彩色顯示器。

　　10、光的亮度或強度取決于施加電流的大小。電流越大，光的亮度就越高。

　　OLED技術(shù)可以分為小分子和高分子兩種主要類(lèi)型，其結構也并不相同。但是，無(wú)論是小分子OLED，還是高分子OLED在薄而透明的具有導電性能的氧化銦錫（ITO膜）陰極與金屬陽(yáng)極之間都有一個(gè)有機發(fā)光材料層——這是一種類(lèi)似于漢堡包的夾心蛋糕式的結構。這個(gè)結構層中包括了：空穴傳輸層（HTL）、發(fā)光層（EL）與電子傳輸層（ETL）。

　　其中，陰陽(yáng)兩極構成的結構式一個(gè)標準的晶體二極管的結構，具有單向導電性，適度電壓下的電流驅動(dòng)。OLED發(fā)光本質(zhì)是電流驅動(dòng)的。當電力供應至適當電壓時(shí)，正極空穴與陰極電荷就會(huì )在發(fā)光層中結合，產(chǎn)生光亮，依其發(fā)光層配方不同產(chǎn)生紅、綠和藍RGB三原色，構成基本色彩。

　　具體而言，當組件受到直流電（Direct Current；DC）所衍生的順向偏壓時(shí)，外加之電壓能量將驅動(dòng)電子（Electron）與空穴（Hole）分別由陰極與陽(yáng)極注入組件，當兩者在傳導中相遇、結合，即形成所謂的電子-空穴復合（Electron-Hole Capture）。——實(shí)際上真正移動(dòng)的是電子，電子對空穴的填充，可以看做是空穴的移動(dòng)：這也是典型的PN結晶體管工作方式。

　　電子移動(dòng)過(guò)程中，電子填充到空穴位置的整個(gè)過(guò)程，相當于電子獲得能量（電能）并飛離原來(lái)原子的附屬，然后被空穴捕獲，并釋放出原來(lái)獲得的能量（光能）。這一過(guò)程中若電子自旋（Electron Spin）和基態(tài)電子成對，則為單重態(tài)（Singlet），其所釋放的光為所謂的熒光（Fluorescence）；反之，若激發(fā)態(tài)電子和基態(tài)電子自旋不成對且平行，則稱(chēng)為三重態(tài)（Triplet），其所釋放的光為所謂的磷光（Phosphorescence）。

　　無(wú)論是熒光還是磷光狀態(tài)，當電子的狀態(tài)位置由激態(tài)高能階回到穩態(tài)低能階時(shí)，其能量將分別以光子（Light Emission）或熱能（Heat DissipaTIon）（OLED物質(zhì)分子團的震動(dòng)）的方式放出，其中光子的部分可被利用當作顯示功能。

　　Oled的發(fā)光過(guò)程可以分為以下幾步：1、OLED設備的電池或電源會(huì )在OLED兩端施加一個(gè)電壓?！?、電流從陰極流向陽(yáng)極，并經(jīng)過(guò)有機層（電流指電子的流動(dòng)）。3、陰極向有機分子發(fā)射層輸出電子。4、陽(yáng)極吸收從有機分子傳導層傳來(lái)的電子。（這可以視為陽(yáng)極向傳導層輸出空穴，兩者效果相等。5、在發(fā)射層和傳導層的交界處，電子會(huì )與空穴結合。6、電子遇到空穴時(shí)，會(huì )填充空穴（它會(huì )落入缺失電子的原子中的某個(gè)能級）。7、這一過(guò)程發(fā)生時(shí)，電子會(huì )以光子的形式釋放能量。8、OLED發(fā)光。

　　其中，光的顏色取決于發(fā)射層有機物分子的類(lèi)型；光的亮度或強度取決于施加電流的大小。電流越大，光的亮度就越高。OLED分子是依靠接收的空穴電子對的數目來(lái)發(fā)光，電流大意味著(zhù)同時(shí)移動(dòng)的電子和空穴數目多——這是一種典型的電流驅動(dòng)模式。