OLED的分类和结构原理及发光过程解析

./OLED的分类和结构原理及发光过程解析OLED是一种由有机分子薄片组成的固态设备,施加电力之后就能发光。OLED能让电子设备产生更明亮、更清晰的图像,其耗电量小于传统的发光二极管〔LED,也小于当今人们使用的液晶显示器〔LCD。

在本文中,您将了解到OLED技术的工作原理,OLED有哪些类型,OLED同其他发光技术相比的优势与不足,以及OLED需要克服的一些问题。

类似于LED,OLED是一种固态半导体设备,其厚度为100-500纳米,比头发丝还要细200倍。OLED由两层或三层有机材料构成；依照最新的OLED设计,第三层可协助电子从阴极转移到发射层。本文主要涉及的是双层设计模型。一、OLED的结构

OLED由以下各部分组成：OLED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——当设备有电流流通时,阴极会将电子注入电路。

二、OLED的制造

OLED生产过程中最重要的一环是将有机层敷涂到基层上。完成这一工作,有三种方法：1、真空沉积或真空热蒸发〔VTE

位于真空腔体的有机物分子会被轻微加热〔蒸发,然后这些分子以薄膜的形式凝聚在温度较低的基层上。这一方法成本很高,但效率较低。

2、有机气相沉积〔OVPD

在一个低压热壁反应腔,载气将蒸发的有机物分子运送到低温基层上,然后有机物分子会凝聚成薄膜状。使用载气能提高效率,并降低OLED的造价。3、喷墨打印

利用喷墨技术可将OLED喷洒到基层上,就像打印时墨水被喷洒到纸上那样。喷墨技术大大降低了OLED的生产成本,还能将OLED打印到表面积非常大的薄膜上,用以生产大型显示器,例如80英寸大屏幕电视或电子看板。OLED制造

三、OLED的发光过程

OLED发光的方式类似于LED,需经历一个称为电磷光的过程。OLED的发光过程

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。四、OLED的分类

以下是几种OLED：被动矩阵OLED、

主动矩阵OLED、透明OLED、顶部发光OLED、可折叠OLED、白光OLED等。

每一种OLED都有其独特的用途。接下来,我们会逐一讨论这几种OLED。首先是被动矩阵和主动矩阵OLED。

被动矩阵OLED〔PMOLED被动矩阵OLED结构

PMOLED具有阴极带、有机层以及阳极带。阳极带与阴极带相互垂直。阴极与阳极的交叉点形成像素,也就是发光的部位。外部电路向选取的阴极带与阳极带施加电流,从而决定哪些像素发光,哪些不发光。此外,每个像素的亮度与施加电流的大小成正比。

PMOLED易于制造,但其耗电量大于其他类型的OLED,这主要是因为它需要外部电路的缘故。PMOLED用来显示文本和图标时效率最高,适于制作小屏幕〔对角线2-3英寸,例如人们在移动、掌上型电脑以及MP3播放器上经常能见到的那种。即便存在一个外部电路,被动矩阵OLED的耗电量还是要小于这些设备当前采用的LCD。主动矩阵OLED〔AMOLED主动矩阵OLED结构

AMOLED具有完整的阴极层、有机分子层以及阳极层,但阳极层覆盖着一个薄膜晶体管〔TFT阵列,形成一个矩阵。TFT阵列本身就是一个电路,能决定哪些像素发光,进而决定图像的构成。

AMOLED的耗电量低于PMOLED,这是因为TFT阵列所需电量要少于外部电路,因而AMOLED适合用于大型显示屏。AMOLED还具有更高的刷新率,适于显示视频。AMOLED的最佳用途是电脑显示器、大屏幕电视以及电子告示牌或看板。透明OLED透明OLED结构透明OLED只具有透明的组件〔基层、阳极、阴极,并且在不发光时的透明度最高可达基层透明度的85%。当透明OLED显示器通电时,光线可以双向通过。透明OLED显示器既可采用被动矩阵,也可采用主动矩阵。这项技术可以用来制作多在飞机上使用的平视显示器。

顶部发光OLED

顶部发光OLED具有不透明或反射性的基层。它们最适于采用主动矩阵设计。生产商可以利用顶部发光OLED显示器制作智能卡。

顶部发光OLED结构可折叠OLED

可折叠OLED的基层由柔韧性很好的金属箔或塑料制成。可折叠OLED重量很轻,非常耐用。它们可用于诸如移动和掌上型电脑等设备,能够有效降低设备破损率,而设备破损是退货和维修的一大诱因。将来,可折叠OLED有可能会被缝合到纤维中,制成一种很"智能"的衣服,举例来说,未来的野外生存服可将电脑芯片、移动、GPS接收器和OLED显示器通通集成起来,缝合在衣物里面。白光OLED

白光OLED所发白光的亮度、均衡度和能效都要高于日光灯发出的白光。白光OLED同时具备白炽灯照明的真彩特性。我们可以将OLED制成大面积薄片状,因此OLED可以取代目前家庭和建筑物使用的日光灯。将来,使用OLED有望降低照明所需的能耗。五、OLED技术优势

目前,LCD是小型设备显示器的首选,而大屏幕电视采用LCD的情况也很普遍。常规LED可以用来构成电子表和其他电子设备上的数字。OLED则具备很多LCD与LED所不具备的优势：

相较于LED或LCD的晶体层,OLED的有机塑料层更薄、更轻而且更富于柔韧性。

OLED的发光层比较轻,因此它的基层可使用富于柔韧性的材料,而不会使用刚性材料。OLED基层为塑料材质,而LED和LCD则使用玻璃基层。

OLED比LED更亮。OLED有机层要比LED中与之对应的无机晶体层薄很多,因而OLED的导电层和发射层可以采用多层结构。此外,LED和LCD需要用玻璃作为支撑物,而玻璃会吸收一部分光线。OLED则无需使用玻璃。

OLED并不需要采用LCD中的逆光系统,LCD工作时会选择性地阻挡某些逆光区域,从而让图像显现出来,而OLED则是靠自身发光。因为OLED不需逆光系统,所以它们的耗电量小于LCD〔LCD所耗电量中的大部分用于逆光系统。这一点对于靠电池供电的设备〔例如移动来说,尤其重要。

OLED制造起来更加容易,还可制成较大的尺寸。OLED为塑胶材质,因此可以将其制作成大面积薄片状。而想要使用如此之多的晶体并把它们铺平,则要困难得多。

OLED的视野围很广,可达170度左右。而LCD工作时要阻挡光线,因而在某些角度上存在天然的观测障碍。OLED自身能够发光,所以视域围也要宽很多。

六、OLED