OLED的結(jié)構(gòu)原理及其發(fā)光過程解析

　　有機發(fā)光二極管（Organic Light-EmitTIng Diode， UIV OLED）又稱為有機電激光顯示、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年在實驗室中發(fā)現(xiàn)，由此展開了對OLED的研究。OLED顯示技術具有自發(fā)光、廣視角、幾乎無窮高的對比度、較低耗電、極高反應速度等優(yōu)點。但是，在價格（較大顯示面板）、壽命、分辨率暫無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，其中全彩有機發(fā)光二極管的制備最為困難；依驅(qū)動方式可分為被動式（Passive Matrix， PMOLED）與主動式（AcTIve Matrix， AMOLED）。

　　oled的原理

　　OLED是指在電場驅(qū)動下，通過載流子注入和復合導致發(fā)光的現(xiàn)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極和陰極，在一定電壓驅(qū)動下，電子和空穴分別從陰極和陽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)過輻射后發(fā)出可見光。輻射光可從ITO 一側(cè)觀察到，金屬電極膜同時也起了反射層的作用。

　　oled的結(jié)構(gòu)

　　基層（透明塑料，玻璃，金屬箔）——基層用來支撐整個OLED。

　　陽極（透明）——陽極在電流流過設備時消除電子（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(gòu)成。

　　導電層——該層由有機塑料分子構(gòu)成，這些分子傳輸由陽極而來的“空穴”。可采用聚苯胺作為OLED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(gòu)成，這些分子傳輸從陰極而來的電子;發(fā)光過程在這一層進行?？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類型而定）——當設備內(nèi)有電流流通時，陰極會將電子注入電路。

　　oled的發(fā)光過程及原理

　　OLED發(fā)光的方式與LED類似，有一個稱為電磷光的過程。

　　OLED發(fā)光的具體過程如下：

　　1、OLED設備的電池或電源會在OLED兩端施加一個電壓。

　　2、電流從陰極流向陽極，并經(jīng)過有機層（電流指電子的流動）。

　　3、陰極向有機分子發(fā)射層輸出電子。

　　4、陽極吸收從有機分子傳導層傳來的電子。（這可以視為陽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，電子會與空穴結(jié)合。

　　6、電子遇到空穴時，會填充空穴（它會落入缺失電子的原子中的某個能級）。

　　7、這一過程發(fā)生時，電子會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型。生產(chǎn)商會在同一片OLED上放置幾種有機薄膜，這樣就能構(gòu)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技術可以分為小分子和高分子兩種主要類型，其結(jié)構(gòu)也并不相同。但是，無論是小分子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）陰極與金屬陽極之間都有一個有機發(fā)光材料層——這是一種類似于漢堡包的夾心蛋糕式的結(jié)構(gòu)。這個結(jié)構(gòu)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，陰陽兩極構(gòu)成的結(jié)構(gòu)式一個標準的晶體二極管的結(jié)構(gòu)，具有單向?qū)щ娦?，適度電壓下的電流驅(qū)動。OLED發(fā)光本質(zhì)是電流驅(qū)動的。當電力供應至適當電壓時，正極空穴與陰極電荷就會在發(fā)光層中結(jié)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(gòu)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，外加之電壓能量將驅(qū)動電子（Electron）與空穴（Hole）分別由陰極與陽極注入組件，當兩者在傳導中相遇、結(jié)合，即形成所謂的電子-空穴復合（Electron-Hole Capture）。——實際上真正移動的是電子，電子對空穴的填充，可以看做是空穴的移動：這也是典型的PN結(jié)晶體管工作方式。

　　電子移動過程中，電子填充到空穴位置的整個過程，相當于電子獲得能量（電能）并飛離原來原子的附屬，然后被空穴捕獲，并釋放出原來獲得的能量（光能）。這一過程中若電子自旋（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，則稱為三重態(tài)（Triplet），其所釋放的光為所謂的磷光（Phosphorescence）。

　　無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(wěn)態(tài)低能階時，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）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)光過程可以分為以下幾步：1、OLED設備的電池或電源會在OLED兩端施加一個電壓?！?、電流從陰極流向陽極，并經(jīng)過有機層（電流指電子的流動）。3、陰極向有機分子發(fā)射層輸出電子。4、陽極吸收從有機分子傳導層傳來的電子。（這可以視為陽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，電子會與空穴結(jié)合。6、電子遇到空穴時，會填充空穴（它會落入缺失電子的原子中的某個能級）。7、這一過程發(fā)生時，電子會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(shù)目來發(fā)光，電流大意味著同時移動的電子和空穴數(shù)目多——這是一種典型的電流驅(qū)動模式。