淺談OLED的結(jié)構(gòu)發(fā)光原理及驅(qū)動(dòng)方式

OLED，中文直譯為有機(jī)發(fā)光二極管。是繼CRT、LCD顯示技術(shù)之后的最新的第三代顯示技術(shù)。主要OLED的基本結(jié)構(gòu)，是由電力正極相和一種薄而透明且具半導(dǎo)體特性的錮錫氧化物（I下0）與電力正極相連，并且與另一個(gè)金屬陰極包裹成夾層式的結(jié)構(gòu)。整個(gè)結(jié)構(gòu)層包括孔隙層，孔徑轉(zhuǎn)移層，透光層（有機(jī)材料），電子傳輸層和電子注入層。當(dāng)電力被施加到相應(yīng)的電壓，一個(gè)正空穴電荷，并且陰極被組合成發(fā)光層，從而產(chǎn)生取決于組合物產(chǎn)生三種顏色紅，綠和藍(lán)色光。 OLED是雙光注入裝置，其使用物理電致發(fā)光機(jī)制將電能直接轉(zhuǎn)換為有機(jī)半導(dǎo)體分子的光能。與傳統(tǒng)的LCD模式不同，OLED不需要背光并具有獨(dú)特的功能。它使用非常薄的有機(jī)材料涂層和玻璃基板，并且當(dāng)通過(guò)電流時(shí)，這些有機(jī)物質(zhì)才能發(fā)光。

OLED顯示技術(shù)實(shí)現(xiàn)彩色顯示的方式大致可以分為獨(dú)立材料發(fā)光法，彩色濾光薄膜法、色轉(zhuǎn)換法和微共振腔調(diào)色法四種。其中獨(dú)立材料發(fā)光法是直接采用獨(dú)立的紅綠藍(lán)有機(jī)發(fā)光材料提供三基色，彩色濾光薄膜法是通過(guò)彩色濾光片將白光轉(zhuǎn)換為彩色OLED所需要的紅綠藍(lán)三基色，色轉(zhuǎn)換法主要利用三基色中能量最高的藍(lán)色為發(fā)光源，經(jīng)由光色轉(zhuǎn)換薄膜將藍(lán)光分別轉(zhuǎn)換成能量較低的紅光或綠光從而提供三基色，微共振腔調(diào)色法是利用微共振腔效應(yīng)調(diào)整發(fā)光顏色成為三基色。在市場(chǎng)上，三星的OLED采用的是分別對(duì)RGB進(jìn)行涂色，LG的OLED電視采用的是白光OLED+彩色濾光片的顯示技術(shù)。

關(guān)于OLED的驅(qū)動(dòng)方式，與 LCD 一樣其驅(qū)動(dòng)方式也分為主動(dòng)和被動(dòng)式兩種。被動(dòng)式下依照定位發(fā)光點(diǎn)亮，類(lèi)似郵差寄信，主動(dòng)式則和 TFT LCD 相同在每一個(gè) OLED 單元背增加一個(gè)薄膜晶體管，發(fā)光單元依照晶體管接到的指令點(diǎn)亮。簡(jiǎn)言之，主動(dòng)/被動(dòng)矩陣分法，主要指的是在顯示器內(nèi)打開(kāi)或關(guān)閉像素的電子開(kāi)關(guān)型式。

典型的OLED由陰極、電子傳輸層、發(fā)光層、電洞輸運(yùn)層和陽(yáng)極組成。電子從陰極注入到電子輸運(yùn)層，同樣，電洞由陽(yáng)極注入進(jìn)空穴輸運(yùn)層，它們?cè)诎l(fā)光層重新結(jié)合而發(fā)出光子。與無(wú)機(jī)半導(dǎo)體不同，有機(jī)半導(dǎo)體（小分子和聚合物）沒(méi)有能帶，因此電荷載流子輸運(yùn)沒(méi)有廣延態(tài)。受激分子的能態(tài)是不連續(xù)的，電荷主要通過(guò)載流子在分子間的躍遷來(lái)輸運(yùn)。因此，在有機(jī)半導(dǎo)體中，載流子的移動(dòng)能力比在硅、砷化鎵、甚至無(wú)定型硅的無(wú)機(jī)半導(dǎo)體中要低幾個(gè)數(shù)量級(jí)。 在實(shí)際的OLED中，有機(jī)半導(dǎo)體典型的載流子移動(dòng)能力為10-3~10-6cm2/V?S。因?yàn)樗?，OLED器件就需要較高的工作電壓。如一個(gè)發(fā)光強(qiáng)度為1000cd/m2的OLED，其工作電壓約為7~8V。因?yàn)橥瑯拥脑颍琌LED受空間電荷限制，其注入的電流密度較高。