OLED是一种由有机分子薄片组成的固态设备,施加电力之后就能发光。OLED能让电子设备产生更明亮、更清晰的图像,其耗电量小于传统的发光二极管,也小于当今人们使用的液晶显示器。

 

类似于LED,OLED是一种固态半导体设备,其厚度为100-500纳米,比头发丝还要细200倍。OLED由两层或三层有机材料构成;依照最新的OLED设计,第三层可协助电子从阴极转移到发射层。本文主要涉及的是双层设计模型。

 

OLED工作原理

OLED是指有机半导体材料和有机发光材料在电场的驱动下,通过载流子注入和复合导致发光的技术。其原理是用ITO玻璃透明电极和金属电极分别作为器件的阳极和阴极,在一定电压驱动下,电子和空穴分别从阴极和阳极注入到电子传输层和空穴传输层,然后分别迁移到发光层,相遇后形成激子使发光分子激发,后者经过辐射后发出可见光。辐射光可从ITO一侧观察到,金属电极膜同时也起了反射层的作用。

 

1、OLED的结构

OLED由以下各部分组成:

  1. 基层--基层用来支撑整个OLED.
  2. 阳极--阳极在电流流过设备时消除电子。
  3. 有机层--有机层由有机物分子或有机聚合物构成。
  4. 导电层--该层由有机塑料分子构成,这些分子传输由阳极而来的“空穴”。可采用聚苯胺作为OLED的导电聚合物。
  5. 发射层--该层由有机塑料分子构成,这些分子传输从阴极而来的电子;发光过程在这一层进行。可采用聚芴作为发射层聚合物。
  6. 阴极--当设备内有电流流通时,阴极会将电子注入电路。

 

2、OLED的制造

OLED生产过程中最重要的一环是将有机层敷涂到基层上。完成这一工作,有三种方法:

 

2.1 真空沉积或真空热蒸发

位于真空腔体内的有机物分子会被轻微加热,然后这些分子以薄膜的形式凝聚在温度较低的基层上。这一方法成本很高,但效率较低。

 

2.2 有机气相沉积

在一个低压热壁反应腔内,载气将蒸发的有机物分子运送到低温基层上,然后有机物分子会凝聚成薄膜状。使用载气能提高效率,并降低OLED的造价。

 

2.3 喷墨打印

利用喷墨技术可将OLED喷洒到基层上,就像打印时墨水被喷洒到纸张上那样。喷墨技术大大降低了OLED的生产成本,还能将OLED打印到表面积非常大的薄膜上,用以生产大型显示器,例如80英寸大屏幕电视或电子看板。

 

3、OLED的发光过程

OLED发光的方式类似于LED,需经历一个称为电磷光的过程。

具体过程如下:

1、OLED设备的电池或电源会在OLED两端施加一个电压。

2、电流从阴极流向阳极,并经过有机层。

3、阴极向有机分子发射层输出电子。

4、阳极吸收从有机分子传导层传来的电子。(这可以视为阳极向传导层输出空穴,两者效果相等。

5、在发射层和传导层的交界处,电子会与空穴结合。

6、电子遇到空穴时,会填充空穴。

7、这一过程发生时,电子会以光子的形式释放能量。

8、OLED发光。

9、光的颜色取决于发射层有机物分子的类型。生产商会在同一片OLED上放置几种有机薄膜,这样就能构成彩色显示器。

10、光的亮度或强度取决于施加电流的大小。电流越大,光的亮度就越高。

 

4、OLED的分类

以下是几种OLED:被动矩阵OLED、主动矩阵OLED、透明OLED、顶部发光OLED、可折叠OLED、白光OLED等。

每一种OLED都有其独特的用途。接下来,我们会逐一讨论这几种OLED.首先是被动矩阵和主动矩阵OLED.

 

被动矩阵OLED结构

PMOLED具有阴极带、有机层以及阳极带。阳极带与阴极带相互垂直。阴极与阳极的交叉点形成像素,也就是发光的部位。外部电路向选取的阴极带与阳极带施加电流,从而决定哪些像素发光,哪些不发光。此外,每个像素的亮度与施加电流的大小成正比。

 

PMOLED易于制造,但其耗电量大于其他类型的OLED,这主要是因为它需要外部电路的缘故。PMOLED用来显示文本和图标时效率最高,适于制作小屏幕,例如人们在移动电话、掌上型电脑以及MP3播放器上经常能见到的那种。即便存在一个外部电路,被动矩阵OLED的耗电量还是要小于这些设备当前采用的LCD。