新闻中心

EEPW首页 > 光电显示 > 设计应用 > OLED的结构原理及其发光过程解析

OLED的结构原理及其发光过程解析

作者:时间:2017-10-22来源:网络收藏

  有机(Organic Light-EmitTIng Diode, UIV OLED)又称为有机电激光显示、有机发光半导体(Organic Electroluminesence Display, UIV OLED)。与液晶显示(Liquid Crystal Display, LCD)是不同类型的发光原理。OLED由美籍华裔教授邓青云(Ching W. Tang)1979年在实验室中发现,由此展开了对OLED的研究。OLED显示技术具有自发光、广视角、几乎无穷高的对比度、较低耗电、极高反应速度等优点。但是,在价格(较大显示面板)、寿命、分辨率暂无法与液晶显示器匹敌。

本文引用地址:http://www.eepw.com.cn/article/201710/367403.htm

  

  有机依色彩可分为单色、多彩及全彩等种类,其中全彩有机的制备最为困难;依驱动方式可分为被动式(Passive Matrix, PMOLED)与主动式(AcTIve Matrix, AMOLED)。

  的原理

  OLED是指在电场驱动下,通过载流子注入和复合导致发光的现象。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和空穴传输层,然后分别迁移到发光层,相遇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。

  的结构

  基层(透明塑料,玻璃,金属箔)——基层用来支撑整个OLED。

  阳极(透明)——阳极在电流流过设备时消除电子(增加电子“空穴”)。

  有机层——有机层由有机物分子或有机聚合物构成。

  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。

  发射层——该层由有机塑料分子(不同于导电层)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。

  阴极(可以是透明的,也可以不透明,视OLED类型而定)——当设备内有电流流通时,阴极会将电子注入电路。

  

  的发光过程及原理

  OLED发光的方式与LED类似,有一个称为电磷光的过程。

  

  OLED发光的具体过程如下:

  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(电流指电子的流动)。

  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(它会落入缺失电子的原子中的某个能级)。

  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。

  

  OLED技术可以分为小分子和高分子两种主要类型,其结构也并不相同。但是,无论是小分子OLED,还是高分子OLED在薄而透明的具有导电性能的氧化铟锡(ITO膜)阴极与金属阳极之间都有一个有机发光材料层——这是一种类似于汉堡包的夹心蛋糕式的结构。这个结构层中包括了:空穴传输层(HTL)、发光层(EL)与电子传输层(ETL)。

  其中,阴阳两极构成的结构式一个标准的晶体二极管的结构,具有单向导电性,适度电压下的电流驱动。OLED发光本质是电流驱动的。当电力供应至适当电压时,正极空穴与阴极电荷就会在发光层中结合,产生光亮,依其发光层配方不同产生红、绿和蓝RGB三原色,构成基本色彩。

  

  具体而言,当组件受到直流电(Direct Current;DC)所衍生的顺向偏压时,外加之电压能量将驱动电子(Electron)与空穴(Hole)分别由阴极与阳极注入组件,当两者在传导中相遇、结合,即形成所谓的电子-空穴复合(Electron-Hole Capture)。——实际上真正移动的是电子,电子对空穴的填充,可以看做是空穴的移动:这也是典型的PN结晶体管工作方式。

  电子移动过程中,电子填充到空穴位置的整个过程,相当于电子获得能量(电能)并飞离原来原子的附属,然后被空穴捕获,并释放出原来获得的能量(光能)。这一过程中若电子自旋(Electron Spin)和基态电子成对,则为单重态(Singlet),其所释放的光为所谓的荧光(Fluorescence);反之,若激发态电子和基态电子自旋不成对且平行,则称为三重态(Triplet),其所释放的光为所谓的磷光(Phosphorescence)。

  

  无论是荧光还是磷光状态,当电子的状态位置由激态高能阶回到稳态低能阶时,其能量将分别以光子(Light Emission)或热能(Heat DissipaTIon)(OLED物质分子团的震动)的方式放出,其中光子的部分可被利用当作显示功能。

  Oled的发光过程可以分为以下几步: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(电流指电子的流动)。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(它会落入缺失电子的原子中的某个能级)。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。

  其中,光的颜色取决于发射层有机物分子的类型;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。OLED分子是依靠接收的空穴电子对的数目来发光,电流大意味着同时移动的电子和空穴数目多——这是一种典型的电流驱动模式。



关键词: lcd oled 发光二极管

评论

技术专区

关闭