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贡献者：单片机之父 浏览：4594次 创建时间：2009-06-25
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有机发光二极管（Organic Light-Emitting Diode，简称OLED）与 TFT-LCD“薄膜晶体管液晶显示器”（Thin Film Transistor Liquid Crystal Display）是不同类型的产品。部分国外又称 OLED 为有机电激发光显示（Organic Electroluminesence Display, OELD）。
OLED具有自发光性、广视角、 高对比、低耗电、高反应速率、全彩化、制程简单等优点，OLED显示器的种类可分单色、多彩及全彩等种类，而其中以全彩制作技术最为困难，OLED显示器依驱动方式的不同又可分为被动式（Passive Matrix，PMOLED）与主动式（active matrix，AMOLED）。
简单分为OLED（organic light-emitting diodes）和 PLED（polymer light-emitting diodes），目前均已开发出成熟产品。PLED主要优势相对于OLED是其柔性大面积显示。但由于产品寿命问题，目前市面上的产品仍以OLED为主要应用。
·历史 Top
OLED 技术的研究，起源于邓青云博士（Dr. Ching W Tang），他出生于香港， 于英属哥伦比亚大学得到化学理学士学位，于1975年在康奈尔大学获得物理化学博士学位。
邓青云自 1975年开始加入 Kodak 柯达公司 Rochester实验室从事研究工作。意外中发现 OLED，1979年的一天晚上，邓青云博士（Dr. Ching W Tang）在回家的路上忽然想起有东西忘记在实验室，回到实验室后，他发现在黑暗中的一块做实验用的有机蓄电池在闪闪发光并而开始OLED的发现。
到了1987年，同属柯达公司的汪根样博士和同事 Steven 成功地使用类似半导体 PN结的双层有机结构第一次作出了低电压、高效率的光发射器。
1987年的这项实作，为了 Kodak 生产 OLED 显示器奠定了基础。
到了1990年，英国剑桥的实验室也成功研制出高分子有机发光原件。
1992年剑桥成立的显示技术公司CDT（Cambridge Display Technology），这项发现使得 OLED 的研究走向了一条与柯达完全不同的研发之路。
·结构 Top
OLED的基本结构是由一薄而透明具半导体特性之铟锡氧化物（ITO），与电力之正极相连，再加上另一个金属阴极，包成如三明治的结构。整个结构层中包括了：电洞传输层（HTL）、发光层（EL）与电子传输层（ETL）。当电力供应至适当电压时，正极电洞与阴极电荷就会在发光层中结合，产生光亮，依其配方不同产生红、绿和蓝 RGB 三原色，构成基本色彩。OLED的特性是自己发光，不像 TFT LCD 需要背光，因此可视度和亮度均高，其次是电压需求低且省电效率高，加上反应快、重量轻、厚度薄，构造简单，成本低等，被视为 21世纪最具前途的产品之一。
OLED schematic: 1. Cathode (?), 2. Emissive Layer, 3. Emission of radiation, 4. Conductive Layer, 5. Anode (+)
OLED的驱动方式
不过，OLED 也与 LCD 一样其驱动方式也分为主动和被动式两种。被动式下依照定位发光点亮，类似邮差寄信，主动式则和 TFT LCD 相同在每一个 OLED 单元背增加一个薄膜晶体管，发光单元依照晶体管接到的指令点亮。简言之，主动／被动矩阵分法，主要指的是在显示器内打开或关闭像素的电子开关型式。
典型的OLED由阴极、电子输运层、发光层、空穴输运层和阳极组成。电子从阴极注入到电子输运层，同样，空穴由阳极注入进空穴输运层，它们在发光层重新结合而发出光子。与无机半导体不同，有机半导体（小分子和聚合物）没有能带，因此电荷载流子输运没有广延态。受激分子的能态是不连续的，电荷主要通过载流子在分子间的跃迁来输运。因此，在有机半导体中，载流子的移动能力比在Si?Ga As?甚至无定型Si的无机半导体中要低几个数量级。 在实际的OLED中，有机半导体典型的载流子移动能力为10-3~10-6cm2/V。S。因为它太小，OLED器件就需要较高的工作电压。如一个发光强度为1000cd/m2的OLED，其工作电压约为7~8V。因为同样的原因，OLED受空间电荷限制，其注入的电流密度较高。
通过一厚度为ｄ的薄膜的电流密度由下式定义：
J=(9 / 8)e M (V2/d3)
式中ｅ是電荷常數, Ｍ是載流子遷移率, Ｖ為薄膜兩端的電壓。
在一般的OLED中，全部有机膜的厚度约为1000囝 。实际上，OLED的发光功率与电流有J。Vm的关系，其中m 2。Burrows和Forrest制得的TPD/Alq器件的ｍ高达９，他们认为，ｍ值大是因为“阱”（或称极化子）的缘故。最近，他们又证实ｍ具有很强的温度依赖性，并且电荷是通过“阱”来输运的。 在发光层中，掺杂客体荧光染料能极大地提高OLED的性能和特性。例如，只要掺杂1%的红色荧光染料DCM,Alq式OLED的最大发射峰即可从520nm迁移到600nm；掺杂少量的MQA（一种绿色染料）将使OLED的效率提高２～３倍，在同样的亮度下工作寿命可提高10倍。
有机发光二极管所用的物料是有机分子或高分子材料。将来可望应用于制造平价可弯曲显示幕、照明设备、发光衣或装饰墙壁。2004年开始， OLED 已广泛应用于随身MP3播放器。
·器件效率 Top
Schema einer OLED迄今为止，发绿光的OLED是最有效的器件，这是因为人眼对绿光最为敏感。Tang曾报道，用香豆素掺杂Alq的器件具有5~6lｍ／Ｗ的效率。据文献报道，效率最大的发绿光的OLED是由Sano制成的，用Bebq作为HTM，其效率为15lｍ／Ｗ。与发绿光的OLED比较，对发红光和蓝光的OLED的研究工作少得多。
目前已知的，效率最好的发蓝光的OLED是由Idemitsu的Hosokawa等人研制的，其发光效率为5.0lｍ／Ｗ，对应的表面量子效率为2.4%。据Tang等人报道，将DCM染料搀入Alq制成了发红光的OLE器件，其发光效率为2.5lｍ／Ｗ。 需要说明的是，上述文献所报道的发光效率，都是在发光强度约为100cd/m2或更小的条件下测得的。而实际应用的OLED是由多路驱动的，最大的发光强度要高一些。因此，显示象素会被驱动到很高的发光强度，导致发光效率下降。也就是说，随着发光亮度增加，发光效率将因驱动电压的增加而降低。发绿光的OLED，在发光亮度为10 000cd／m2时，其发光效率降为2lm/W，只有低亮度下的30%。发红光和蓝光的OLED，其发光效率随着发光亮度的增加降低得更多。因此，OLED技术可能更适用于不需要有源矩阵驱动的小尺寸、低显示容量的显示器件。
器件的寿命和衰变
在过去的几年中，对OLED器件的寿命有过一些报道。但由于每个实验室测量器件寿命的方法不同，无法对这些数据进行有意义的比较。在报道中，应用最多的测量器件寿命的方法，是在器件维持一恒定电流的条件下，测量从初始亮度下降至一半亮度的时间。据Kodak公司的VanSlyke报道，亮度在2000cd/ｍ２时，器件的工作寿命达到了1000小时?Sano也报道了，在TPD中掺杂红荧烯得到的器件，其初始亮度为500cd/m2、半亮度寿命为3000小时。对寿命进行比较的最佳量值是亮度和半亮度寿命的乘积。据报道，该量值对使用寿命最长的器件是：绿光为7 000 000cd/m2-hr；蓝光为300 000cd/m2-hr；红─橙色为1 600 000cd/m2-hr。一个双倍密封的OLED器件的储存寿命约为５年。
·特色与关键技术 Top
过去的市场上 OLED 一直没办法普及，主要的问题在于早先技术发展的 OLED 样品大多是单色居多，即使采用多色的设计，其发色材料和生产技术往往还是限制了 OLED 发色的多样性。实际上 OLED 的影像产生方法和CRT显示是一样，皆是借由三色 RGB 画素拼成一个彩色画素；因为 OLED 的材料对电流接近线性反应，所以能够在不同的驱动电流下显示不同的色彩与灰阶。
OLED的特色在于其核心可以做得很薄，厚度为目前液晶的1/3，加上 OLED为全固态组件，抗震性好，能适应恶劣环境。OLED 主要是自体发光的让其几乎没有视角问题，与LCD技术 相比，即使在大的角度观看，显示画面依然清晰可见。OLED的元件为自发光且是依靠电压来调整，反应速度要比液芯片件来得快许多，比较适合当作高画质电视使用，2007年底SONY推出的11吋OLED 电视XEL-1 反应速度就比LCD快了1000倍。
OLED 的另一项特性是对低温的适应能力，旧有的液晶技术在零下75度时，即会破裂故障，OLED 只要电路未受损仍能正常显示。此外，OLED 的效率高，耗能较液晶略低还可以在不同材质的基板上制造，甚至能成制作成可弯曲的显示器，应用范围日渐增广。
OLED 与LCD比较之下较占优势，数年前OLED的使用寿命仍然难以达到消费性产品（如PDA，移动电话及数码相机等）应用的要求，但近年来已有大幅的突破，许多移动电话的屏幕已采用 OLED，然而在价格上仍然较LCD贵许多，这也是未来量产技术等待突破的。
·潜在的应用 Top
OLED技术的主要优点是主动发光。现在，发红、绿、蓝光的OLED都可以得到。在过去的几年中，研究者们一直致力于开发OLED在从背光源、低容量显示器到高容量显示器领域的应用。下面，将对OLED的潜在应用进行讨论，并将其与其它显示技术进行对比。
1999年首度商业化，技术仍然非常新。现在用在一些黑白／简单色彩的汽车收音机、移动电话、掌上型电动游乐器等。都属于高阶机种。
目前从事OLED的商业开发全世界约 100多家厂商， OLED 目前的技术发展方向分成两大类，日、韩和台湾倾向 Kodak 的低分子OLED技术，欧洲厂商则以 PLED为主。两大集团中除了 KODAK 联盟之外，另一个以高分子聚合物为主的飞利浦公司现在也联合了 EPSON、DuPont、东芝等公司全力开发自己的产品。2007年第二季全球OLED市场的产值已达到1亿2340万美元。
开放分类
参考资料
http://zh.wikipedia.org/w/index.php?title=%E6%9C%89%E6%9C%BA%E5%8F%91%E5%85%89%E5%8D%8A%E5%AF%BC%E4%BD%93&variant=zh-cn
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