OLED結構原理、發光過程及分類

2020-12-05 電子產品世界

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體(LED),也小於當今人們使用的液晶顯示器(LCD)。

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  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,比頭髮絲還要細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:

  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」.可採用聚苯胺作為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。可採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)

  在一個低壓熱壁反應腔內,載氣將蒸發的有機物分子運送到低溫基層上,然後有機物分子會凝聚成薄膜狀。使用載氣能提高效率,並降低OLED的造價。

  3、噴墨列印

  利用噴墨技術可將OLED噴灑到基層上,就像列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列印到表面積非常大的薄膜上,用以生產大型顯示器,例如80英寸大屏幕電視或電子看板。

  三、OLED的發光過程

  OLED發光的方式類似於LED,需經歷一個稱為電磷光的過程。

  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、可摺疊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.

  PMOLED具有陰極帶、有機層以及陽極帶。陽極帶與陰極帶相互垂直。陰極與陽極的交叉點形成像素,也就是發光的部位。外部電路向選取的陰極帶與陽極帶施加電流,從而決定哪些像素髮光,哪些不發光。此外,每個像素的亮度與施加電流的大小成正比。

  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),例如人們在行動電話、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採用的LCD。

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