OLED的结构与原理

【中心议题】

• *OLED的结构
• *OLED的原理

【解决方案】

• *通过载流子的注入和复合而致发光的现象
• *发光强度与注入的电流成正比

1 OLED的结构

根据发光材料的结构和性质,有机发光二极管(OLED)大致可分为三类:(1)低分子聚合物;(2)高分子聚合物;(3)镧系有机金属。它们的基本原则都是提高发光效率和稳定性。OLED所发出的可见光可以是单色的,白、红、绿、蓝、黄、橙等,也可以是全色的。全色OLED比单色OLED的实现略为复杂,一般采用3种方法来实现(:1)在单色发光层加滤色片实现彩色化,这种技术也是LCD和CCD使用的一种成熟技术;(2)使用多层发光材料,形成红、绿、蓝三原色实现全色显示;(3)使用蓝色发光材料,再通过激发颜色转换材料而获得绿光和红光,从而形成三原色实现全色显示。根据OLED发光颜色,其制备结构大致有:双层结构、三层结构、掺杂结构和多层结构。它们实际上都由这几部分组成:基板、阳极、阴极、电子传输层、空穴传输层、有机材料发光层。其结构见图1。

2 OLED的原理

OLED属于一种电流型的有机发光器件,是通过载流子的注入和复合而致发光的现象,发光强度与注入的电流成正比。其单个像素的发光机理为:在阳极上加上2～10 V的直流正电压,阴极为0 V。OLED在电场的作用下,阳极产生的空穴和阴极产生的电子就会发生移动,分别向空穴传输层和电子传输层注入,迁移到发光层。当二者在发光层相遇时,产生能量激子,从而激发发光分子最终产生可见光。

其能量可以通过以下几种方式释放:(1)通过振动驰豫、热效应等耗散途径使体系能量衰减;(2)通过非辐射的跃迁耗散能量,比如内部转换、系间窜跃等形式,如S1→T1;(3)通过辐射跃迁的荧光发光(S1→S0,S2→S0)和磷光发光(T1→S0)。在能量释放时,这些不同形式的能量耗散过程是一个相互竞争的过程。由于在常温下,有机分子的磷光非常弱,所以只有其中空穴和电子复合成单重态激子的部分才能通过辐射跃迁发射荧光,从而成为有效的有机电致发光。