OLED的結構原理及優(yōu)缺點（一）

第一節(jié)、概述
OLED，即有機發(fā)光二極管（OrganicLight-EmittingDiode），又稱為有機電激光顯示（OrganicELectroluminesenceDisplay,OELD）。因為具備輕薄、省電等特性，因此從2003年開始，這種顯示設備在MP3播放器上得到了廣泛應用，而對于同屬數碼類產品的DC與手機，此前只是在一些展會上展示過采用OLED屏幕的工程樣品，還并未走入實際應用的階段。但Oled屏幕卻具備了許多LCD不可比擬的優(yōu)勢，因此它也一直被業(yè)內人士所看好。

OLED顯示技術與傳統(tǒng)的LCD顯示方式不同，無需背光燈，采用非常薄的有機材料涂層和玻璃基板，當有電流通過時，這些有機材料就會發(fā)光。而且OLED顯示屏幕可以做得更輕更薄，可視角度更大，并且能夠顯著節(jié)省電能。

目前在OLED的二大技術體系中，低分子OLED技術為日本掌握，而高分子的PLEDLG手機的所謂OEL就是這個體系，技術及專利則由英國的科技公司CDT掌握，兩者相比PLED產品的彩色化上仍有困難。而低分子OLED則較易彩色化，不久前三星就發(fā)布了65530色的手機用OLED。

不過，雖然將來技術更優(yōu)秀的OLED會取代TFT等LCD，但有機發(fā)光顯示技術還存在使用壽命短、屏幕大型化難等缺陷。目前采用OLED的主要是三星如新上市的SCH-X339就采用了256色的OLED，至于OEL則主要被LG采用在其CU81808280上我們都有見到。

為了形像說明OLED構造，可以將每個OLED單元比做一塊漢堡包，發(fā)光材料就是夾在中間的蔬菜。每個OLED的顯示單元都能受控制地產生三種不同顏色的光。OLED與LCD一樣，也有主動式和被動式之分。被動方式下由行列地址選中的單元被點亮。主動方式下，OLED單元后有一個薄膜晶體管（TFT），發(fā)光單元在TFT驅動下點亮。主動式的OLED比較省電，但被動式的OLED顯示性能更佳。

第二節(jié)、OLED的結構、原理

OLED的基本結構是由一薄而透明具半導體特性之銦錫氧化物(ITO)，與電力之正極相連，再加上另一個金屬陰極，包成如三明治的結構。整個結構層中包括了：電洞傳輸層(HTL)、發(fā)光層(EL)與電子傳輸層(ETL)。當電力供應至適當電壓時，正極電洞與陰極電荷就會在發(fā)光層中結合，產生光亮，依其配方不同產生紅、綠和藍RGB三原色，構成基本色彩。OLED的特性是自己發(fā)光，不像TFTLCD需要背光，因此可視度和亮度均高，其次是電壓需求低且省電效率高，加上反應快、重量輕、厚度薄，構造簡單，成本低等，被視為21世紀最具前途的產品之一。

有機發(fā)光二極體的發(fā)光原理和無機發(fā)光二極體相似。當元件受到直流電（DirectCurrent；DC）所衍生的順向偏壓時，外加之電壓能量將驅動電子（Electron）與電洞（Hole）分別由陰極與陽極注入元件，當兩者在傳導中相遇、結合，即形成所謂的電子-電洞復合（Electron-HoleCapture）。而當化學分子受到外來能量激發(fā)後，若電子自旋（ElectronSpin）和基態(tài)電子成對，則為單重態(tài)（Singlet），其所釋放的光為所謂的螢光（Fluorescence）；反之，若激發(fā)態(tài)電子和基態(tài)電子自旋不成對且平行，則稱為三重態(tài)（Triplet），其所釋放的光為所謂的磷光（Phosphorescence）。

當電子的狀態(tài)位置由激態(tài)高能階回到穩(wěn)態(tài)低能階時，其能量將分別以光子（LightEmission）或熱能（HeatDissipation）的方式放出，其中光子的部分可被利用當作顯示功能；然有機螢光材料在室溫下并無法觀測到三重態(tài)的磷光，故PM-OLED元件發(fā)光效率之理論極限值僅25%。

PM-OLED發(fā)光原理是利用材料能階差，將釋放出來的能量轉換成光子，所以我們可以選擇適當的材料當作發(fā)光層或是在發(fā)光層中摻雜染料以得到我們所需要的發(fā)光顏色。此外，一般電子與電洞的結合反應均在數十奈秒（ns）內，故PM-OLED的應答速度非常快。

P.S.：PM-OLEM的典型結構。典型的PM-OLED由玻璃基板、ITO（indiumtinoxide；銦錫氧化物）陽極（Anode）、有機發(fā)光層（EmittingMaterialLayer）與陰極（Cathode）等所組成，其中，薄而透明的ITO陽極與金屬陰極如同三明治般地將有機發(fā)光層包夾其中，當電壓注入陽極的電洞（Hole）與陰極來的電子（Electron）在有機發(fā)光層結合時，激發(fā)有機材料而發(fā)光。

而目前發(fā)光效率較佳、普遍被使用的多層PM-OLED結構，除玻璃基板、陰陽電極與有機發(fā)光層外，尚需制作電洞注入層（HoleInjectLayer；HIL）、電洞傳輸層（HoleTransportLayer；HTL）、電子傳輸層（ElectronTransportLayer；ETL）與電子注入層（ElectronInjectLayer；EIL）等結構，且各傳輸層與電極之間需設置絕緣層，因此熱蒸鍍（Evaporate）加工難度相對提高，制作過程亦變得復雜。

由于有機材料及金屬對氧氣及水氣相當敏感，制作完成後，需經過封裝保護處理。PM-OLED雖需由數層有機薄膜組成，然有機薄膜層厚度約僅1,000～1,500A°（0.10～0.15um），整個顯示板（Panel）在封裝加乾燥劑（Desiccant）後總厚度不及200um（2mm），具輕薄之優(yōu)勢。