OLED結構、發(fā)光原理簡述

OLED的原文是Organic Light Emitting Diode，中文意思就是“有機發(fā)光顯示技術”。其原理是在兩電極之間夾上有機發(fā)光層，當正負極電子在此有機材料中相遇時就會發(fā)光，其組件結構比目前流行的TFT LCD簡單，生產成本只有TFT LCD的三到四成左右。除了生產成本便宜之外，OLED還有許多優(yōu)勢，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液晶屏幕的一半），不僅讓產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的反應時間（小于10ms）及色彩都比TFT LCD出色，更有可彎曲的特性，讓它的應用范圍極廣。

OLED結構及發(fā)光原理

OLED的基本結構是在銦錫氧化物（ITO）玻璃上制作一層幾十納米厚的有機發(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，構成如三明治的結構。

OLED的基本結構主要包括：

基板（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”）。

空穴傳輸層——該層由有機材料分子構成，這些分子傳輸由陽極而來的“空穴”。

發(fā)光層——該層由有機材料分子（不同于導電層）構成，發(fā)光過程在這一層進行。

電子傳輸層——該層由有機材料分子構成，這些分子傳輸由陰極而來的“電子”。

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

OLED是雙注入型發(fā)光器件，在外界電壓的驅動下，由電極注入的電子和空穴在發(fā)光層中復合形成處于束縛能級的電子空穴對即激子，激子輻射退激發(fā)發(fā)出光子，產生可見光。為增強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，空穴由陽極注入，電子由陰極注入?？昭ㄔ谟袡C材料的最高占據分子軌道（HOMO）上跳躍傳輸，電子在有機材料的最低未占據分子軌道（LUMO）上跳躍傳輸。

OLED的發(fā)光過程通常有以下5個基本階段：

載流子注入：在外加電場作用下，電子和空穴分別從陰極和陽極向夾在電極之間的有機功能層注入。

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。

載流子復合：電子和空穴注入到發(fā)光層后，由于庫倫力的作用束縛在一起形成電子空穴對，即激子。

激子遷移：由于電子和空穴傳輸?shù)牟黄胶?，激子的主要形成區(qū)域通常不會覆蓋整個發(fā)光層，因而會由于濃度梯度產生擴散遷移。

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)光層有機分子的類型，在同一片OLED上放置幾種有機薄膜，就構成彩色顯示器。光的亮度或強度取決于發(fā)光材料的性能以及施加電流的大小，對同一OLED，電流越大，光的亮度就越高。