有機(jī)發(fā)光二極管可簡(jiǎn)單分為OLED(Organic Light-Emitting Diodes)和PLED(Polymer Light-Emitting Diodes)兩種類型，目前均已開(kāi)發(fā)出成熟產(chǎn)品。PLED主要優(yōu)勢(shì)相對(duì)于OLED是其柔性大面積顯示。但由于產(chǎn)品壽命問(wèn)題，目前市面上的產(chǎn)品仍以O(shè)LED為主要應(yīng)用。
OLED發(fā)展歷史
OLED技術(shù)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(xué)得到化學(xué)理學(xué)士學(xué)位，于1975年在康奈爾大學(xué)獲得物理化學(xué)博士學(xué)位。
鄧青云自1975年開(kāi)始加入柯達(dá)公司Rochester實(shí)驗(yàn)室從事研究工作，在意外中發(fā)現(xiàn)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(shí)驗(yàn)室，回到實(shí)驗(yàn)室后，他發(fā)現(xiàn)在黑暗中的一塊做實(shí)驗(yàn)用的有機(jī)蓄電池在閃閃發(fā)光從而開(kāi)始了對(duì)OLED的研究。到了1987年，同屬柯達(dá)公司的汪根樣博士和同事 Steven成功地使用類似半導(dǎo)體PN結(jié)的雙層有機(jī)結(jié)構(gòu)次作出了低電壓、率的光發(fā)射器。
1987年的這項(xiàng)實(shí)作，為柯達(dá)公司生產(chǎn) OLED 顯示器奠定了基礎(chǔ)。到了1990年，英國(guó)劍橋的實(shí)驗(yàn)室也成功研制出高分子有機(jī)發(fā)光原件。1992年劍橋成立的顯示技術(shù)公司CDT(Cambridge Display Technology)，這項(xiàng)發(fā)現(xiàn)使得 OLED 的研究走向了一條與柯達(dá)不同的研發(fā)之路。
OLED結(jié)構(gòu)及發(fā)光原理
OLED的基本結(jié)構(gòu)是在銦錫氧化物(ITO)玻璃上制作一層幾十納米厚的有機(jī)發(fā)光材料作發(fā)光層，發(fā)光層上方有一層低功函數(shù)的金屬電極，構(gòu)成如三明治的結(jié)構(gòu)。
OLED的基本結(jié)構(gòu)主要包括：
基板(透明塑料、玻璃、金屬箔)—— 基層用來(lái)支撐整個(gè)OLED。
陽(yáng)極(透明)—— 陽(yáng)極在電流流過(guò)設(shè)備時(shí)消除電子(增加電子“空穴”)。
空穴傳輸層 —— 該層由有機(jī)材料分子構(gòu)成，這些分子傳輸由陽(yáng)極而來(lái)的“空穴”。
發(fā)光層 —— 該層由有機(jī)材料分子(不同于導(dǎo)電層)構(gòu)成，發(fā)光過(guò)程在這一層進(jìn)行。
電子傳輸層 ——該層由有機(jī)材料分子構(gòu)成，這些分子傳輸由陰極而來(lái)的“電子”。
陰極(可以是透明的，也可以不透明，視OLED類型而定)—— 當(dāng)設(shè)備內(nèi)有電流流通時(shí)，陰極會(huì)將電子注入電路。
OLED的發(fā)光過(guò)程通常有以下5個(gè)基本階段：
載流子注入：在外加電場(chǎng)作用下，電子和空穴分別從陰極和陽(yáng)極向夾在電極之間的有機(jī)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(fā)光層遷移。
載流子復(fù)合：電子和空穴注入到發(fā)光層后，由于庫(kù)倫力的作用束縛在一起形成電子空穴對(duì)，即激子。
激子遷移：由于電子和空穴傳輸?shù)牟黄胶?，激子的主要形成區(qū)域通常不會(huì)覆蓋整個(gè)發(fā)光層，因而會(huì)由于濃度梯度產(chǎn)生擴(kuò)散遷移。
激子輻射退激發(fā)出光子：激子輻射躍遷，發(fā)出光子，釋放能量。
OLED發(fā)光的顏色取決于發(fā)光層有機(jī)分子的類型，在同一片OLED上放置幾種有機(jī)薄膜，就構(gòu)成彩色顯示器。光的亮度或強(qiáng)度取決于發(fā)光材料的性能以及施加電流的大小，對(duì)同一OLED，電流越大，光的亮度就越高。
OLED的驅(qū)動(dòng)方式
PMOLED(英文全稱為Passive Matrix OLED被動(dòng)驅(qū)動(dòng)式OLED)，PMOLED單純地以陰極、陽(yáng)極構(gòu)成矩陣狀，以掃描方式點(diǎn)亮陣列中的像素，每個(gè)像素都是操作在短脈沖模式下，為瞬間高亮度發(fā)光。優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，可以有效降低制造成本，然而驅(qū)動(dòng)電壓高，使PMOLED不適合應(yīng)用在大尺寸與高分辨率面板上，與現(xiàn)在的發(fā)展有所出入。
AMOLED(英文全稱為Active Matrix OLED，就是主動(dòng)驅(qū)動(dòng)式OLED)AMOLED則是采用獨(dú)立的薄膜電晶體去控制每個(gè)像素，每個(gè)像素皆可以連續(xù)且獨(dú)立的驅(qū)動(dòng)發(fā)光，可以使用低溫多晶硅或者氧化物TFT驅(qū)動(dòng)，優(yōu)點(diǎn)是驅(qū)動(dòng)電壓低，發(fā)光元件壽命長(zhǎng)。不過(guò)高成本以及制作工藝更為復(fù)雜，在成本上更難以控制。
OLED特色與關(guān)鍵技術(shù)
過(guò)去的市場(chǎng)上OLED一直沒(méi)辦法普及，主要的問(wèn)題在于早先技術(shù)發(fā)展的OLED樣品大多是單色居多，即使采用多色的設(shè)計(jì)，其發(fā)色材料和生產(chǎn)技術(shù)往往還是限制了OLED發(fā)色的多樣性。實(shí)際上OLED的影像產(chǎn)生方法和CRT顯示一樣，皆是借由三色RGB畫(huà)素拼成一個(gè)彩色畫(huà)素，因?yàn)镺LED的材料對(duì)電流接近線性反應(yīng)，所以能夠在不同的驅(qū)動(dòng)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(tài)組件，抗震性好，能適應(yīng)惡劣環(huán)境。OLED主要是自體發(fā)光的讓其幾乎沒(méi)有視角問(wèn)題，與LCD技術(shù)相比，即使在大的角度觀看，顯示畫(huà)面依然清晰可見(jiàn)。OLED的元件為自發(fā)光且是依靠電壓來(lái)調(diào)整，反應(yīng)速度要比液芯片件來(lái)得快許多，比較適合當(dāng)作高畫(huà)質(zhì)電視使用。
OLED的另一項(xiàng)特性是對(duì)低溫的適應(yīng)能力，舊有的液晶技術(shù)在零下75度時(shí)，即會(huì)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(zhì)的基板上制造，甚至能成制作成可彎曲的顯示器，應(yīng)用范圍日漸增廣。
OLED與LCD比較之下較占優(yōu)勢(shì)，數(shù)年前OLED的使用壽命仍然難以達(dá)到消費(fèi)性產(chǎn)品(如PDA、移動(dòng)電話及數(shù)碼相機(jī)等)應(yīng)用的要求，但近年來(lái)已有大幅的突破，許多移動(dòng)電話的屏幕已采用 OLED，然而在價(jià)格上仍然較LCD貴許多，這也是未來(lái)量產(chǎn)技術(shù)等待突破的。
