OLED的原文是Organic Light Emitting Diode,中文意思就是“有機(jī)發(fā)光顯示技術(shù)”。其原理是在兩電極之間夾上有機(jī)發(fā)光層,當(dāng)正負(fù)極電子在此有機(jī)材料中相遇時(shí)就會(huì)發(fā)光,其組件結(jié)構(gòu)比目前流行的TFT LCD簡(jiǎn)單,生產(chǎn)成本只有TFT LCD的三到四成左右。除了生產(chǎn)成本便宜之外,OLED還有許多優(yōu)勢(shì),比如自身發(fā)光的特性,目前LCD都需要背光模塊(在液晶后面加燈管),但OLED通電之后就會(huì)自己發(fā)光,可以省掉燈管的重量體積及耗電量(燈管耗電量幾乎占整個(gè)液晶屏幕的一半),不僅讓產(chǎn)品厚度只剩兩厘米左右,操作電壓更低到2至10伏特,加上OLED的反應(yīng)時(shí)間(小于10ms)及色彩都比TFT LCD出色,更有可彎曲的特性,讓它的應(yīng)用范圍極廣。
OLED結(jié)構(gòu)及發(fā)光原理
OLED的基本結(jié)構(gòu)是在銦錫氧化物(ITO)玻璃上制作一層幾十納米厚的有機(jī)發(fā)光材料作發(fā)光層,發(fā)光層上方有一層低功函數(shù)的金屬電極,構(gòu)成如三明治的結(jié)構(gòu)。
OLED的基本結(jié)構(gòu)主要包括:
基板(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(shè)備時(shí)消除電子(增加電子“空穴”)。
空穴傳輸層——該層由有機(jī)材料分子構(gòu)成,這些分子傳輸由陽(yáng)極而來(lái)的“空穴”。
發(fā)光層——該層由有機(jī)材料分子(不同于導(dǎo)電層)構(gòu)成,發(fā)光過(guò)程在這一層進(jìn)行。
電子傳輸層——該層由有機(jī)材料分子構(gòu)成,這些分子傳輸由陰極而來(lái)的“電子”。
陰極(可以是透明的,也可以不透明,視OLED類(lèi)型而定)——當(dāng)設(shè)備內(nèi)有電流流通時(shí),陰極會(huì)將電子注入電路。
OLED是雙注入型發(fā)光器件,在外界電壓的驅(qū)動(dòng)下,由電極注入的電子和空穴在發(fā)光層中復(fù)合形成處于束縛能級(jí)的電子空穴對(duì)即激子,激子輻射退激發(fā)發(fā)出光子,產(chǎn)生可見(jiàn)光。為增強(qiáng)電子和空穴的注入和傳輸能力,通常在ITO與發(fā)光層之間增加一層空穴傳輸層,在發(fā)光層與金屬電極之間增加一層電子傳輸層,從而提高發(fā)光性能。其中,空穴由陽(yáng)極注入,電子由陰極注入。空穴在有機(jī)材料的最高占據(jù)分子軌道(HOMO)上跳躍傳輸,電子在有機(jī)材料的最低未占據(jù)分子軌道(LUMO)上跳躍傳輸。
OLED的發(fā)光過(guò)程通常有以下5個(gè)基本階段:
載流子注入:在外加電場(chǎng)作用下,電子和空穴分別從陰極和陽(yáng)極向夾在電極之間的有機(jī)功能層注入。
載流子傳輸:注入的電子和空穴分別從電子傳輸層和空穴傳輸層向發(fā)光層遷移。
載流子復(fù)合:電子和空穴注入到發(fā)光層后,由于庫(kù)倫力的作用束縛在一起形成電子空穴對(duì),即激子。
激子遷移:由于電子和空穴傳輸?shù)牟黄胶猓ぷ拥闹饕纬蓞^(qū)域通常不會(huì)覆蓋整個(gè)發(fā)光層,因而會(huì)由于濃度梯度產(chǎn)生擴(kuò)散遷移。
激子輻射退激發(fā)出光子:激子輻射躍遷,發(fā)出光子,釋放能量。
OLED發(fā)光的顏色取決于發(fā)光層有機(jī)分子的類(lèi)型,在同一片OLED上放置幾種有機(jī)薄膜,就構(gòu)成彩色顯示器。光的亮度或強(qiáng)度取決于發(fā)光材料的性能以及施加電流的大小,對(duì)同一OLED,電流越大,光的亮度就越高。
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