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OLED的結構、原理

編輯：chris 2011-05-28 06:44:05 瀏覽：1583 來源：中華顯示網

　　OLED的基本結構是由一薄而透明具半導體特性之銦錫氧化物(ITO)，與電力之正極相連，再加上另一個金屬陰極，包成如三明治的結構。整個結構層中包括了：空穴傳輸層(HTL)、發光層(EL)與電子傳輸層(ETL)。當電力供應至適當電壓時，正極空穴與陰極電荷就會在發光層中結合，產生光亮，依其配方不同產生紅、綠和藍RGB三原色，構成基本色彩。OLED的特性是自己發光，不像TFT LCD需要背光，因此可視度和亮度均高，其次是電壓需求低且省電效率高，加上反應快、重量輕、厚度薄，構造簡單，成本低等，被視為 21世紀最具前途的產品之一。

　　有機發光二極體的發光原理和無機發光二極體相似。當元件受到直流電（Direct Current；DC）所衍生的順向偏壓時，外加之電壓能量將驅動電子（Electron）與空穴（Hole）分別由陰極與陽極注入元件，當兩者在傳導中相遇、結合，即形成所謂的電子-空穴復合（Electron-Hole Capture）。而當化學分子受到外來能量激發後，若電子自旋（Electron Spin）和基態電子成對，則為單重態（Singlet），其所釋放的光為所謂的熒光（Fluorescence）；反之，若激發態電子和基態電子自旋不成對且平行，則稱為三重態（Triplet），其所釋放的光為所謂的磷光（Phosphorescence）。

　　當電子的狀態位置由激態高能階回到穩態低能階時，其能量將分別以光子（Light Emission）或熱能（Heat Dissipation）的方式放出，其中光子的部分可被利用當作顯示功能；然有機熒光材料在室溫下并無法觀測到三重態的磷光，故PM-OLED元件發光效率之理論極限值僅25%。

　　PM-OLED發光原理是利用材料能階差，將釋放出來的能量轉換成光子，所以我們可以選擇適當的材料當作發光層或是在發光層中摻雜染料以得到我們所需要的發光顏色。此外，一般電子與電洞的結合反應均在數十納秒（ns）內，故PM-OLED的應答速度非常快。

　　P.S.：PM-OLEM的典型結構。典型的PM-OLED由玻璃基板、ITO（indium tin oxide；銦錫氧化物）陽極（Anode）、有機發光層（Emitting Material Layer）與陰極（Cathode）等所組成，其中，薄而透明的ITO陽極與金屬陰極如同三明治般地將有機發光層包夾其中，當電壓注入陽極的空穴（Hole）與陰極來的電子（Electron）在有機發光層結合時，激發有機材料而發光。

　　而目前發光效率較佳、普遍被使用的多層PM-OLED結構，除玻璃基板、陰陽電極與有機發光層外，尚需制作空穴注入層（Hole Inject Layer；HIL）、空穴傳輸層（Hole Transport Layer；HTL）、電子傳輸層（Electron Transport Layer；ETL）與電子注入層（Electron Inject Layer；EIL）等結構，且各傳輸層與電極之間需設置絕緣層，因此熱蒸鍍（Evaporate）加工難度相對提高，制作過程亦變得復雜。

　　由于有機材料及金屬對氧氣及水氣相當敏感，制作完成後，需經過封裝保護處理。PM-OLED雖需由數層有機薄膜組成，然有機薄膜層厚度約僅1,000～1,500A°（0.10～0.15 um），整個顯示板（Panel）在封裝加干燥劑（Desiccant）後總厚度不及200um（2mm），具輕薄之優勢。