OLED結構原理及發光過程
發布時間:2010-11-11
中心議題:
OLED是一種由有機分子薄片組成的固態設備,施加電力之後就能發光。OLED能讓電子設備產生更明亮、更清晰的圖像,其耗電量小於傳統的發光二極管(LED),也小於當今人們使用的液晶顯示器(LCD)。
在本文中,您將了解到OLED技術的工作原理,OLED有哪些類型,OLED同其他發光技術相比的優勢與不足,以及OLED需要克服的一些問題。
類似於LED,OLED是一種固態半導體設備,其厚度為100-500納米,比頭發絲還要細200倍。OLED由兩層或三層有機材料構成;依照最新的OLED設計,第三層可協助電子從陰極轉移到發射層。本文主要涉及的是雙層設計模型。
一、OLED的結構
OLED由以下各部分組成:

OLED的結構
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成。
導電層——該層由有機塑料分子構成,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。
發射層——該層由有機塑料分子(不同於導電層)構成,這些分子傳輸從陰極而來的電子;發光過程在這一層進行。可采用聚芴作為發射層聚合物。
陰極(可以是透明的,也可以不透明,視OLED類型而定)——當設備內有電流流通時,陰極會將電子注入電路。
二、OLED的製造
OLED生產過程中最重要的一環是將有機層敷塗到基層上。完成這一工作,有三種方法:
1、真空沉積或真空熱蒸發(VTE)
位於真空腔體內的有機物分子會被輕微加熱(蒸發),然後這些分子以薄膜的形式凝聚在溫度較低的基層上。這一方法成本很高,但效率較低。
2、有機氣相沉積(OVPD)
在(zai)一(yi)個(ge)低(di)壓(ya)熱(re)壁(bi)反(fan)應(ying)腔(qiang)內(nei),載(zai)氣(qi)將(jiang)蒸(zheng)發(fa)的(de)有(you)機(ji)物(wu)分(fen)子(zi)運(yun)送(song)到(dao)低(di)溫(wen)基(ji)層(ceng)上(shang),然(ran)後(hou)有(you)機(ji)物(wu)分(fen)子(zi)會(hui)凝(ning)聚(ju)成(cheng)薄(bo)膜(mo)狀(zhuang)。使(shi)用(yong)載(zai)氣(qi)能(neng)提(ti)高(gao)效(xiao)率(lv),並(bing)降(jiang)低(di)OLED的造價。
3、噴墨打印
利用噴墨技術可將OLED噴灑到基層上,就像打印時墨水被噴灑到紙張上那樣。噴墨技術大大降低了OLED的生產成本,還能將OLED打印到表麵積非常大的薄膜上,用以生產大型顯示器,例如80英寸大屏幕電視或電子看板。

OLED製造
[page]
三、OLED的發光過程
OLED發光的方式類似於LED,需經曆一個稱為電磷光的過程。

OLED的發光過程
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,並經過有機層(電流指電子的流動)。
3、陰極向有機分子發射層輸出電子。
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、在發射層和傳導層的交界處,電子會與空穴結合。
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、這一過程發生時,電子會以光子的形式釋放能量。
8、OLED發光。
9、光的顏色取決於發射層有機物分子的類型。生產商會在同一片OLED上放置幾種有機薄膜,這樣就能構成彩色顯示器。
10、光的亮度或強度取決於施加電流的大小。電流越大,光的亮度就越高。
四、OLED的分類
以下是幾種OLED:被動矩陣OLED、主動矩陣OLED、透明OLED、頂部發光OLED、可折疊OLED、白光OLED等。
每一種OLED都有其獨特的用途。接下來,我們會逐一討論這幾種OLED。首先是被動矩陣和主動矩陣OLED。
被動矩陣OLED(PMOLED)

被動矩陣OLED結構
PMOLED具有陰極帶、有(you)機(ji)層(ceng)以(yi)及(ji)陽(yang)極(ji)帶(dai)。陽(yang)極(ji)帶(dai)與(yu)陰(yin)極(ji)帶(dai)相(xiang)互(hu)垂(chui)直(zhi)。陰(yin)極(ji)與(yu)陽(yang)極(ji)的(de)交(jiao)叉(cha)點(dian)形(xing)成(cheng)像(xiang)素(su),也(ye)就(jiu)是(shi)發(fa)光(guang)的(de)部(bu)位(wei)。外(wai)部(bu)電(dian)路(lu)向(xiang)選(xuan)取(qu)的(de)陰(yin)極(ji)帶(dai)與(yu)陽(yang)極(ji)帶(dai)施(shi)加(jia)電(dian)流(liu),從(cong)而(er)決(jue)定(ding)哪(na)些(xie)像(xiang)素(su)發(fa)光(guang),哪(na)些(xie)不(bu)發(fa)光(guang)。此(ci)外(wai),每(mei)個(ge)像(xiang)素(su)的(de)亮(liang)度(du)與(yu)施(shi)加(jia)電(dian)流(liu)的(de)大(da)小(xiao)成(cheng)正(zheng)比(bi)。
PMOLED易於製造,但其耗電量大於其他類型的OLED,這主要是因為它需要外部電路的緣故。PMOLED用來顯示文本和圖標時效率最高,適於製作小屏幕(對角線2-3英寸),例如人們在移動電話、掌上型電腦以及MP3播放器上經常能見到的那種。即便存在一個外部電路,被動矩陣OLED的耗電量還是要小於這些設備當前采用的LCD。
主動矩陣OLED(AMOLED)

主動矩陣OLED結構
- OLED的分類
- OLED的結構
- OLED的製造
- OLED的發光過程
OLED是一種由有機分子薄片組成的固態設備,施加電力之後就能發光。OLED能讓電子設備產生更明亮、更清晰的圖像,其耗電量小於傳統的發光二極管(LED),也小於當今人們使用的液晶顯示器(LCD)。
在本文中,您將了解到OLED技術的工作原理,OLED有哪些類型,OLED同其他發光技術相比的優勢與不足,以及OLED需要克服的一些問題。
類似於LED,OLED是一種固態半導體設備,其厚度為100-500納米,比頭發絲還要細200倍。OLED由兩層或三層有機材料構成;依照最新的OLED設計,第三層可協助電子從陰極轉移到發射層。本文主要涉及的是雙層設計模型。
一、OLED的結構
OLED由以下各部分組成:

OLED的結構
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成。
導電層——該層由有機塑料分子構成,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。
發射層——該層由有機塑料分子(不同於導電層)構成,這些分子傳輸從陰極而來的電子;發光過程在這一層進行。可采用聚芴作為發射層聚合物。
陰極(可以是透明的,也可以不透明,視OLED類型而定)——當設備內有電流流通時,陰極會將電子注入電路。
二、OLED的製造
OLED生產過程中最重要的一環是將有機層敷塗到基層上。完成這一工作,有三種方法:
1、真空沉積或真空熱蒸發(VTE)
位於真空腔體內的有機物分子會被輕微加熱(蒸發),然後這些分子以薄膜的形式凝聚在溫度較低的基層上。這一方法成本很高,但效率較低。
2、有機氣相沉積(OVPD)
在(zai)一(yi)個(ge)低(di)壓(ya)熱(re)壁(bi)反(fan)應(ying)腔(qiang)內(nei),載(zai)氣(qi)將(jiang)蒸(zheng)發(fa)的(de)有(you)機(ji)物(wu)分(fen)子(zi)運(yun)送(song)到(dao)低(di)溫(wen)基(ji)層(ceng)上(shang),然(ran)後(hou)有(you)機(ji)物(wu)分(fen)子(zi)會(hui)凝(ning)聚(ju)成(cheng)薄(bo)膜(mo)狀(zhuang)。使(shi)用(yong)載(zai)氣(qi)能(neng)提(ti)高(gao)效(xiao)率(lv),並(bing)降(jiang)低(di)OLED的造價。
3、噴墨打印
利用噴墨技術可將OLED噴灑到基層上,就像打印時墨水被噴灑到紙張上那樣。噴墨技術大大降低了OLED的生產成本,還能將OLED打印到表麵積非常大的薄膜上,用以生產大型顯示器,例如80英寸大屏幕電視或電子看板。

OLED製造
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三、OLED的發光過程
OLED發光的方式類似於LED,需經曆一個稱為電磷光的過程。

OLED的發光過程
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,並經過有機層(電流指電子的流動)。
3、陰極向有機分子發射層輸出電子。
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、在發射層和傳導層的交界處,電子會與空穴結合。
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、這一過程發生時,電子會以光子的形式釋放能量。
8、OLED發光。
9、光的顏色取決於發射層有機物分子的類型。生產商會在同一片OLED上放置幾種有機薄膜,這樣就能構成彩色顯示器。
10、光的亮度或強度取決於施加電流的大小。電流越大,光的亮度就越高。
四、OLED的分類
以下是幾種OLED:被動矩陣OLED、主動矩陣OLED、透明OLED、頂部發光OLED、可折疊OLED、白光OLED等。
每一種OLED都有其獨特的用途。接下來,我們會逐一討論這幾種OLED。首先是被動矩陣和主動矩陣OLED。
被動矩陣OLED(PMOLED)

被動矩陣OLED結構
PMOLED具有陰極帶、有(you)機(ji)層(ceng)以(yi)及(ji)陽(yang)極(ji)帶(dai)。陽(yang)極(ji)帶(dai)與(yu)陰(yin)極(ji)帶(dai)相(xiang)互(hu)垂(chui)直(zhi)。陰(yin)極(ji)與(yu)陽(yang)極(ji)的(de)交(jiao)叉(cha)點(dian)形(xing)成(cheng)像(xiang)素(su),也(ye)就(jiu)是(shi)發(fa)光(guang)的(de)部(bu)位(wei)。外(wai)部(bu)電(dian)路(lu)向(xiang)選(xuan)取(qu)的(de)陰(yin)極(ji)帶(dai)與(yu)陽(yang)極(ji)帶(dai)施(shi)加(jia)電(dian)流(liu),從(cong)而(er)決(jue)定(ding)哪(na)些(xie)像(xiang)素(su)發(fa)光(guang),哪(na)些(xie)不(bu)發(fa)光(guang)。此(ci)外(wai),每(mei)個(ge)像(xiang)素(su)的(de)亮(liang)度(du)與(yu)施(shi)加(jia)電(dian)流(liu)的(de)大(da)小(xiao)成(cheng)正(zheng)比(bi)。
PMOLED易於製造,但其耗電量大於其他類型的OLED,這主要是因為它需要外部電路的緣故。PMOLED用來顯示文本和圖標時效率最高,適於製作小屏幕(對角線2-3英寸),例如人們在移動電話、掌上型電腦以及MP3播放器上經常能見到的那種。即便存在一個外部電路,被動矩陣OLED的耗電量還是要小於這些設備當前采用的LCD。
主動矩陣OLED(AMOLED)

主動矩陣OLED結構
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