谈谈OLED屏的前世今生及其优缺点

2017-10-16 10:03

OLED的技术细节

有机发光二极管基本结构是由一薄而透明具半导体特性之铟锡氧化物（ITO），与电力之正极相连，再加上另一个金属阴极，包成如三明治的结构。整个结构层中包括了：电洞传输层（HTL）、发光层（EL）与电子传输层（ETL）。当元件受到直流电所衍生的顺向偏压时，外加之电压能量将驱动电子与空穴分别由阴极与阳极注入元件。

OLED基本结构：1．阴极（?）；2．发光层（Emissive Layer， EL）；3．阳极空穴与阴极电子在发光层中结合，产生光子；4．导电层（Conductive Layer）；5．阳极（＋）

离域电子（英语：delocalized electron），也称游离电子，是在分子、离子或固体金属中不止与单一原子或单一共价键有关系的电子。

由于部分或全部分子上的共轭引起的π电子的离域化，导致有机分子导电，并将能量传递给有机发光物质的分子，后者受到激发，从基态跃迁到激发态，由电极注入的电子和空穴在有机材料中复合而释放出能量，当受激分子回到基态时辐射跃迁而产生光子并产生发光现象。并依照材料特性不同，产生红、绿和蓝三原色，构成基本色彩。OLED的特性是自发光，不像薄膜晶体管液晶显示器需要背光，因此可视度和亮度均高，且无视角问题，其次是驱动电压低且省电效率高，加上反应快、重量轻、厚度薄，构造简单，成本低等，被视为 21世纪最具前途的产品之一。

有机发光二极管的示意图

空穴：一个呈电中性的原子，其正电质子和负电电子的数量是相等的。现在由于少了一个负电的电子，所以那里就会呈现出一个正电性的空位，这便是空穴。

典型的OLED是由位于两个电极之间的有机材料层组成的，其阳极和阴极全部沉积在基板上。最初的高分子OLED只由单一的有机层组成，为了提高效率，具有两层或更多层的多层OLED才开始被制造出来（此外，通过选择不同的材料以提供更渐进的电子分布来辅助在电极处的电荷注入，或者阻止电荷到达相反的电极，也可以提高效率）。

OLED器件的结构图

简而言之，OLED的发光过程通常是由以下5个阶段完成的。

1．在外加电场的作用下载流子的注入：电子和空穴分别从阴极和阳极向夹在电极之间的有机功能薄膜注入。
　　2．载流子的迁移：注入的电子和空穴分别从电子输送层和空穴输送层向发光层迁移。
　　3．载流子的复合：电子和空穴复合产生激子。
　　4．激子的迁移：激子在电场的作用下迁移，能量传递给发光分子，并激发电子从基态跃迁到激发态。
　　5．电致发光：激发态能量通过辐射跃迁，产生光子，释放出能量。