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一、oled顯示原理
OLED(Organic Light-Emitting Diode)學名“有機發(fā)光二極管”，意思是當有電流通過它時，它就會發(fā)光，且發(fā)光亮度取決于電流大小，電流越大，亮度越高，反之越暗。
OLED的基本結構如圖1所示，一層薄而透明且具有半導體特性的錮錫氧化物(ITO)與陽極相連，再加上另一個金屬陰極，猶如三明治的結構。當輸入電壓時，正極空穴與陰極電荷就會在發(fā)光層中結合而發(fā)光。依其不同的配方，可產生紅、綠、藍(R、G、B)三基色，構成基本色彩。與LED液晶屏不同，OLED屬于電流型的有機自發(fā)光器件。
如圖1所示，在OLED的玻璃基板上通過噴墨打印、有機氣相沉積或真空熱蒸發(fā)等工藝，形成納米級的正(陽)電極、空穴傳輸層、發(fā)光層、電子傳輸層和負(陰)電極附著物。當給陽極加上+2V～+10V的直流電壓時，金屬陰極產生電子，ITO陽極產生空穴，在電場力的作用下，電子穿過電子傳輸層，空穴穿過空穴傳輸層，在有機發(fā)光層相遇。電子和空穴分別帶負電和正電，它們相互吸引，激發(fā)有機材料發(fā)光。由于ITO陽極段是透明的，人們就可以看到它發(fā)出的光。通過控制電流的大小，可調整發(fā)光亮度。每個OLED顯示單元(像素點)都能受控制地產生三種不同顏色的光，而OLED顯示單元(像素點)后都有一個薄膜晶體管TFT，顯示單元(像素點)在TFT驅動下點亮。薄膜晶體管TFT的開啟與否由邏輯板形成的柵極驅動信號和源極數據信號控制。
提示：按照面板的工藝技術OLED可分為RGB像素獨立發(fā)光、光色轉換和彩色濾光膜三種。目前，市場上的大尺寸OLED以LG的生產技術為主流，該技術采用白光OLED與濾光片結合，像素點是白色發(fā)光二極管，在白色發(fā)光的二極管上覆有紅、綠、藍三基色濾光膜，從而實現(xiàn)R、 G、B三色顯示。
二、OLED結構
1.單層結構
有機發(fā)光器件的結構一般屬于夾層式結構，即發(fā)光層被兩側電極夾著并且至少一側為透明電極以便獲得面發(fā)光。單層有機薄膜被夾在ITO陽極和金屬陰極之間，形成了最簡單的單層OLED。其中的有機層，既作發(fā)光層，又兼作電子傳輸層和空穴傳輸層。但是，多數有機材料主要是單種載流子傳輸的，所以單層器件的載流子注入不平衡;另外，由于載流子遷移率的巨大差距，容易使發(fā)光區(qū)域靠近遷移率小的載流子的注入電極一側，如果是金屬電極，則容易導致電極對的發(fā)光淬滅，而使得器件效率降低。有機層可以是有機發(fā)光小分子，也可為發(fā)光聚合物或摻雜的發(fā)光小分子。
2.雙層結構
由兩層不同功能的有機材料共同構成OLED，根據材料的作用不同，可分為兩種類型，一種是采用有機電子傳輸材料既做電子傳輸層ETL又做發(fā)光層ELL，并與有機空穴傳輸材料做成的空穴傳輸層HTL一起構成OLED。另一種是HTL、ELL公用一層有機材料，ETL單獨為一層有機材料。
①雙層A型OLED器件是1987年由Kodak研發(fā)的。其分別為空穴傳輸層及電子傳輸層。其中空穴傳輸層為p型有機材料，其特性為具有較高的空穴遷移率，且其HOMO與ITO較接近，可使空穴由ITO注入有機層的能障降低。此器件結構的最主要特點是發(fā)光體也具有傳輸電子的能力。雙層A型標準OLED器件的結構由下而上分別為ITO、HTL、ETL、陰極金屬，最著名的例子為：玻璃基、ITO、NPB、Alq、Mg:Ag。
對于雙層器件，具體發(fā)光來自HTL還是ETL，主要取決于其能帶的匹配關系。一般來說，發(fā)光多是來自帶隙相對較小的材料，例如，典型的TPD/Alq3器件的發(fā)光就是來自帶隙較小的Alq3。
在后續(xù)的研究中發(fā)現(xiàn)，這種結構的器件的發(fā)光強度和電流密度成線性關系，這種線性關系對發(fā)展OLED成為高性能的顯示元件具有重要作用。其次，器件的電流效率隨亮度的提高呈現(xiàn)先增大后減小的變化，其峰值一般出現(xiàn)在幾千cd/m2處，說明OLED可以在很高的亮度下工作并具有良好的工作效率。
②雙層-B型OLED器件是由日本九州大學的Saito教授組提出，其最主要的特點是空穴傳輸材料可當發(fā)光層。發(fā)光的區(qū)域不僅在靠近HTL、ETL的接口上，且可由擴散方式將發(fā)光區(qū)域擴散至整個HTL。雙層-B型標準OLED器件的結構由下而上分別為玻璃基板、ITO、HTL、ETL/陰極金屬。在雙層-B型器件中，n型有機材料被當作發(fā)光層，其發(fā)光波長系由HOMO及LUMO的能量差所決定。然而，好的電子傳輸層并不一定為發(fā)光效率佳的材料，目前一般的做法是將高螢光度的有機色料摻雜于電子傳輸層中靠近空穴傳輸層部分，又稱為發(fā)光層，其體積比約為1%～3%。
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