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时间:2018-07-13
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1、OLED的原理及其应用综述李琴(中国石油大学(华东)266580)摘要:有机电致发光现象最早发现与上世纪50年代,这项技术一开始并未引起广泛的研究兴趣。直到1979年,美籍华裔科学家邓青云偶然发现有机发光二极体(OLED),并开始了对O的研究,因此邓青云教授也被成为O之父。近年来O受到业界的广泛关注,O得以实现了各种功能,并成为了最有前途的显示和发光器件之一。关键词:OLED;光电特性;器件效率;应用一.OLED的结构及原理O的结构:O的基本结构是由一薄而透明具有半导体特性的演绎氧化物(ITO),与电力的正极相连,再
2、加上一个金属阴极,包成如三明治的结构。整个结构层中包括了:空穴传输层(HTL),发光层(EL)与电子传输(ETL)。如图所示:O的原理:有机发光二极体的发光原理与无机发光二极体原理相似,在一定电场的驱动下,电子和空穴分别从阴极和阳极注入到电子传输层和空穴传输层,并在发光层中相遇,形成的激子最终导致可见光的发射。而这发射的可见光又可分为荧光和磷光,当元件受到直流电所衍生的顺向偏压而形成电子—空穴复合时,此时化学分子受到外来能量的激发,若电子自旋和基态电子成对,则为单重态,其释放的光为荧光;反之,若激发态电子和基态电子自
3、旋不成对且平行,则为三重态,其释放的光为磷光。二.OLED的光电特性由如图2(a)知当外加电压小于OLED阈值电压时,流过器件的电流接近零,当外加电压超过阈值电压,发现电流密度随着外加电压的增大而增大。如图2(b)所示,OLED电压和亮度呈非线性关系,若采用电压驱动的方式来实现亮度级别的区分,那么驱动电压必须要有很高的精度,对驱动电源部分的设计有很高的要求,不易实现。如图2(c)所示,电流与发光亮度有着较好的线性关系,所以只要控制好流过各个OLED像素的电流,就可简单有效的实现亮度级别的区分。综上所述,OLED每一像
4、素的亮度正比于与流过像素的电流,需要电流源驱动。由于OLED的流入电流与外加电压为幂级数的关系,得知很小的电压变化必会导致电流的大范围变化。因此电流的大小必须得到精确的控制。三.OLED的应用OLED的产品分类以下是几种OLED——被动矩阵OLED、主动矩阵OLED、透明OLED、顶部发光OLED、可折迭OLED、白光OLED等。每一种OLED都有其独特的用途。被动矩阵OLED(PMOLED)PMOLED具有阴极带、有机层以及阳极带。阳极带与阴极带相互垂直。阴极与阳极的交叉点形成像素,也就是发光的部位。外部电路向选取
5、的阴极带与阳极带施加电流,从而决定哪些像素发光,哪些不发光。此外,每个像素的亮度与施加电流的大小成正比。PMOLED易于制造,但其耗电量大于其他类型的OLED,这主要是因为它需要外部电路的缘故。PMOLED用来显示文本和图标时效率最高,适于制作小屏幕(对角线2-3英寸),例如人们在移动电话、掌上型电脑以及MP3播放器上经常能见到的那种。即便存在一个外部电路,被动矩阵OLED的耗电量还是要小于这些设备当前采用的LCD。主动矩阵OLED(AMOLED)AMOLED具有完整的阴极层、有机分子层以及阳极层,但阳极层覆盖着一个
6、薄膜晶体管(TFT)阵列,形成一个矩阵。TFT阵列本身就是一个电路,能决定哪些像素发光,进而决定图像的构成。AMOLED的耗电量低于PMOLED,这是因为TFT阵列所需电量要少于外部电路,因而AMOLED适合用于大型显示屏。AMOLED还具有更高的刷新率,适于显示视频。AMOLED的最佳用途是电脑显示器、大屏幕电视以及电子告示牌或看板。透明OLED透明OLED只具有透明的组件(基层、阳极、阴极),并且在不发光时的透明度最高可达基层透明度的85%。当透明OLED显示器通电时,光线可以双向通过。透明OLED显示器既可采用
7、被动矩阵,也可采用主动矩阵。这项技术可以用来制作多在飞机上使用的平视显示器。顶部发光OLED顶部发光OLED具有不透明或反射性的基层。它们最适于采用主动矩阵设计。生产商可以利用顶部发光OLED显示器制作智能卡。可折叠OLED可折迭OLED的基层由柔韧性很好的金属箔或塑料制成。可折迭OLED重量很轻,非常耐用。它们可用于诸如移动电话和掌上型电脑等设备,能够有效降低设备破损率,而设备破损是退货和维修的一大诱因。将来,可折迭OLED有可能会被缝合到纤维中,制成一种很“智能”的衣服,举例来说,未来的野外生存服可将电脑芯片、移
8、动电话、GPS接收器和OLED显示器通通集成起来,缝合在衣物里面。白光OLED白光OLED所发白光的亮度、均衡度和能效都要高于日光灯发出的白光。白光OLED同时具备白炽灯照明的真彩特性。我们可以将OLED制成大面积薄片状,因此OLED可以取代目前家庭和建筑物使用的日光灯。将来,使用OLED有望降低照明所需的能耗。参考文献[1] SUNM,LIZ
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