详细剖析OLED的分类和结构原理及发光过程

0LED简介:

OLED(Organic Light-Emitting Diode,无机发光二极管)又称为OEL(Organic Electro Luminescence,无机电激起光),是指无机半导体资料和无机发光资料在电场的驱动下,经过载流子注入和复合招致发光的技能。其道理是用ITO玻璃通明电极和金属电极辨别作为器件的阳极和阴极,在肯定电压驱动下,电子和空穴辨别从阴极和阳极注入到电子传输层和空穴传输层,然后辨别迁徙到发光层,相遇后构成激子使发光分子激起,后者颠末辐射后收回可见光。辐射光可从ITO一侧察看到,金属电极膜同时也起了反射层的感化。

OLED的来源:

OLED的汗青比无机资料电致发光(LED)要晚。1936年,Destriau将无机荧光化合物疏散在聚合物中制成薄膜,失掉最早的电致发光器件。20世纪50年月人们就开端用无机资料制造电致发光器件的探究,A.Bernanose等人在蒽单芯片的两侧加上400V的直流电压观察到发光征象,因为单晶厚10mm~20mm,以是驱动电压较高。1963年M.Pope等人也取得了蒽单晶的电致发光。1987年Kodak公司的邓青云初次研制出具有适用代价的低驱动电压(<10V,>1000cd/m2)OLED器件(Alq3作为发光层)。1990年,英国剑桥大学的Burroughes及其协作者研讨胜利第一个高分子无机电致发光器件(PLED)(PPV作为发光层),更为无机电致发鲜明示器件适用化进一步奠基了基矗1998年Forrest课题组应用掺杂重金属化合物的办法取得了电致磷光,及应用了激起态的三线态激子使电致发光的内量子服从失掉很大进步。

当前,环球曾经有100多家的研讨单元和企业投入到OLED的研发和出产中,包罗当前市场上的显现巨擘,如三星、LG、飞利浦、索尼等公司。团体上讲,OLED的财产化当前曾经开端,此中单色,多色和黑色器件曾经到达批量出产程度,大尺寸全黑色器件量产仍存在艰难。

OLED的构造、道理

OLED的根本构造是由一薄而通明具半导体特征之铟锡氧化物(ITO),与电力之正极相连,再加上另一个金属阴极,包成如三明治的构造。整个构造层中包罗了:空穴传输层(HTL)、发光层(EL)与电子传输层(ETL)。当电力供给至恰当电压时,正极空穴与阴极电荷就会在发光层中分离,孕育发生光明,依其配方差别孕育发生红、绿和蓝RGB三原色,组成根本颜色。OLED的特征是本人发光,不像TFT LCD需求背光,因而可视度和亮度均高,其次是电压需求低且省电服从高,加上反响快、分量轻、厚度薄,结构简易,本钱高等,被视为 21世纪最具出路的产物之一。

无机发光二极体的发光道理和无机发光二极体类似。当元件遭到直流电(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)辨别由阴极与阳极注入元件,当两者在传导中相遇、分离,即构成所谓的电子-空穴复合(Electron-Hole Capture)。而当化学分子遭到外来能量激起後,若电子自旋(Electron Spin)和基态电子成对,则为单重态(Singlet),其所开释的光为所谓的荧光(Fluorescence);反之,若激起态电子和基态电子自旋不可对且平行,则称为三重态(Triplet),其所开释的光为所谓的磷光(Phosphorescence)。

当电子的形态地位由激态高能阶回到稳态低能阶时,其能量将辨别以光子(Light Emission)或热能(Heat Dissipation)的方法放出,此中光子的局部可被应用当做显现功用;然无机荧光资料在室温下并无法观察到三重态的磷光,故PM-OLED元件发光服从之实际极限值仅25%。

PM-OLED发光道理是应用资料能阶差,将开释出来的能量转换成光子,以是我们能够选择恰当的资料当做发光层或是在发光层中掺杂染料以失掉我们所需求的发光颜色。别的,普通电子与电洞的分离反响均在数十纳秒(ns)内,故PM-OLED的应对速率十分快。

P.S.:PM-OLED的典范构造。典范的PM-OLED由玻璃基板、ITO(indium tin oxide;铟锡氧化物)阳极(Anode)、无机发光层(Emitting Material Layer)与阴极(Cathode)等所构成,此中,薄而通明的ITO阳极与金属阴极好像三明治般地将无机发光层包夹此中,当电压注入阳极的空穴(Hole)与阴极来的电子(Electron)在无机发光层分离时,激起无机资料而发光。

而当前发光服从较佳、广泛被运用的多层PM-OLED构造,除玻璃基板、阴阳电极与无机发光层外,尚需制造空穴注入层(Hole Inject Layer;HIL)、空穴传输层(Hole Transport Layer;HTL)、电子传输层(Electron Transport Layer;ETL)与电子注入层(Electron Inject Layer;EIL)等构造,且各传输层与电极之间需设置绝缘层,因而热蒸镀(Evaporate)加工难度绝对进步,制造历程亦变得庞大。

因为无机资料及金属对氧气及水气相称敏感,制造完成後,需颠末封装维护处置。PM-OLED虽需由数层无机薄膜构成,然无机薄膜层厚度约仅1,000~1,500A°(0.10~0.15 um),整个显现板(Panel)在封装加枯燥剂(Desiccant)後总厚度不及200um(0.2mm),具浮滑之上风。

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