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山东鲁能vs柔佛dt什么频道:OLED發展歷史及發光工作原理

技術交流2019年10月08日 11:20來源: 電子產品世界
  有機發光二極管可簡單分為OLED(Organic Light-Emitting Diodes)和PLED(Polymer Light-Emitting Diodes)兩種類型,目前均已開發出成熟產品。PLED主要優勢相對于OLED是其柔性大面積顯示。但由于產品壽命問題,目前市面上的產品仍以OLED為主要應用。
 
  OLED發展歷史
 
  OLED技術的研究,起源于鄧青云博士(Dr.Ching Wan Tang),出生于香港,于英屬哥倫比亞大學得到化學理學士學位,于1975年在康奈爾大學獲得物理化學博士學位。
 
  鄧青云自1975年開始加入柯達公司Rochester實驗室從事研究工作,在意外中發現OLED —— 1979年的一天晚上,他在回家的路上忽然想起有東西忘記在實驗室,回到實驗室后,他發現在黑暗中的一塊做實驗用的有機蓄電池在閃閃發光從而開始了對OLED的研究。到了1987年,同屬柯達公司的汪根樣博士和同事 Steven成功地使用類似半導體PN結的雙層有機結構第一次作出了低電壓、高效率的光發射器。
 
  1987年的這項實作,為柯達公司生產 OLED 顯示器奠定了基礎。到了1990年,英國劍橋的實驗室也成功研制出高分子有機發光原件。1992年劍橋成立的顯示技術公司CDT(Cambridge Display Technology),這項發現使得 OLED 的研究走向了一條與柯達不同的研發之路。
 
  OLED結構及發光原理
 
  OLED的基本結構是在銦錫氧化物(ITO)玻璃上制作一層幾十納米厚的有機發光材料作發光層,發光層上方有一層低功函數的金屬電極,構成如三明治的結構。
 
  OLED的基本結構主要包括:
 
  基板(透明塑料、玻璃、金屬箔)—— 基層用來支撐整個OLED。
  陽極(透明)—— 陽極在電流流過設備時消除電子(增加電子“空穴”)。
  空穴傳輸層 —— 該層由有機材料分子構成,這些分子傳輸由陽極而來的“空穴”。
  發光層 —— 該層由有機材料分子(不同于導電層)構成,發光過程在這一層進行。
  電子傳輸層 ——該層由有機材料分子構成,這些分子傳輸由陰極而來的“電子”。
  陰極(可以是透明的,也可以不透明,視OLED類型而定)—— 當設備內有電流流通時,陰極會將電子注入電路。
 
  OLED的發光過程通常有以下5個基本階段:
 
  載流子注入:在外加電場作用下,電子和空穴分別從陰極和陽極向夾在電極之間的有機功能層注入。
  載流子傳輸:注入的電子和空穴分別從電子傳輸層和空穴傳輸層向發光層遷移。
  載流子復合:電子和空穴注入到發光層后,由于庫倫力的作用束縛在一起形成電子空穴對,即激子。
  激子遷移:由于電子和空穴傳輸的不平衡,激子的主要形成區域通常不會覆蓋整個發光層,因而會由于濃度梯度產生擴散遷移。
  激子輻射退激發出光子:激子輻射躍遷,發出光子,釋放能量。
 
  OLED發光的顏色取決于發光層有機分子的類型,在同一片OLED上放置幾種有機薄膜,就構成彩色顯示器。光的亮度或強度取決于發光材料的性能以及施加電流的大小,對同一OLED,電流越大,光的亮度就越高。
 
  OLED的驅動方式
 
  PMOLED(英文全稱為Passive Matrix OLED被動驅動式OLED),PMOLED單純地以陰極、陽極構成矩陣狀,以掃描方式點亮陣列中的像素,每個像素都是操作在短脈沖模式下,為瞬間高亮度發光。優點是結構簡單,可以有效降低制造成本,然而驅動電壓高,使PMOLED不適合應用在大尺寸與高分辨率面板上,與現在的發展有所出入。
 
  AMOLED(英文全稱為Active Matrix OLED,就是主動驅動式OLED)AMOLED則是采用獨立的薄膜電晶體去控制每個像素,每個像素皆可以連續且獨立的驅動發光,可以使用低溫多晶硅或者氧化物TFT驅動,優點是驅動電壓低,發光元件壽命長。不過高成本以及制作工藝更為復雜,在成本上更難以控制。
 
  OLED特色與關鍵技術
 
  過去的市場上OLED一直沒辦法普及,主要的問題在于早先技術發展的OLED樣品大多是單色居多,即使采用多色的設計,其發色材料和生產技術往往還是限制了OLED發色的多樣性。實際上OLED的影像產生方法和CRT顯示一樣,皆是借由三色RGB畫素拼成一個彩色畫素,因為OLED的材料對電流接近線性反應,所以能夠在不同的驅動電流下顯示不同的色彩與灰階。
 
  OLED的特色在于其核心可以做得很薄,厚度為目前液晶的三分之一,加上OLED為全固態組件,抗震性好,能適應惡劣環境。OLED主要是自體發光的讓其幾乎沒有視角問題,與LCD技術相比,即使在大的角度觀看,顯示畫面依然清晰可見。OLED的元件為自發光且是依靠電壓來調整,反應速度要比液芯片件來得快許多,比較適合當作高畫質電視使用。
 
  OLED的另一項特性是對低溫的適應能力,舊有的液晶技術在零下75度時,即會破裂故障,OLED 只要電路未受損仍能正常顯示。此外,OLED的效率高,耗能較液晶略低還可以在不同材質的基板上制造,甚至能成制作成可彎曲的顯示器,應用范圍日漸增廣。
 
  OLED與LCD比較之下較占優勢,數年前OLED的使用壽命仍然難以達到消費性產品(如PDA、移動電話及數碼相機等)應用的要求,但近年來已有大幅的突破,許多移動電話的屏幕已采用 OLED,然而在價格上仍然較LCD貴許多,這也是未來量產技術等待突破的。
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