浅析oled的原理及其应用

王子安

摘 要：Oled是一种由柯达公司开发并拥有专利的显示技术，它的全称是有机发光二极管，这种现实技术使用有机聚合材料作为发光二极管中的半导体，有明显的使用效果。Oled显示器很轻薄，也不需要使用背光，其宽屏视角能为很多显示器提供载体，能高效、便捷的展示各种内容，被广泛应用于手机、数码摄像机、DV机、笔记本电脑等载体中。基于此背景，笔者对oled的原理及其应用进行了分析，希望能为相关工作人员提供理论借鉴，为我国显示技术的发展贡献绵薄之力。

关键词：oled 原理；应用

Oled的全称是Organic Light-Emitting Diode，中文直译为有机电激光显示或者有机发光半导体，这是一种高端显示屏，1979年由美籍华裔教授邓青云发现，具有自发光、广视角、高对比、低能耗的优点，其价格相对于普通液晶电视要贵一点。自延用至今oled影响了人们的生产生活，遍布人们的方方面面。为了进一步的强化oled的功用价值，必须对其原理和应用进行探究，笔者结合自己的工作经验，认为该问题可以从以下几个角度分析。

一、oled的发展历史及产品特性

（一）发展历史

1979年邓青云教授在实验中首先发现了有机发光二极体，自此展开了对这种产品的研究，1987年，邓教授和另一位同仁采用了超薄膜技术，利用当时的透明导電膜作为阳极，Mg/Ag作为阴极，支撑了双层的有机电致发光器件，这是oled首次通过实验得到印证和使用。到了1990年，Burroughes等人发现了共轭高分子ppv发光层，以此制作的oled效能更好。该技术一经推广后立即在世界范围内掀起了研究热潮，邓教授也被人尊称为‘oled之父。从这些年的发展情况看，oled主要分为两种，一种是高分子oled，另一种是低分子oled。前者主要流通于欧美国家，后者主要流通于亚洲国家。以前的LG手机也是依托oled技术才得以制作的。1999年，日本先锋公司率先推出了带有音视通信设备的汽车，同年九月，以oled为基础制造的摩托罗拉手机大批量上市。

（二）产品特性

Oled利用非常轻薄的材料涂层和玻璃基板作为基础材料，当电流通过时，这些材料在连接后会发光，oled显示屏幕的视角非常大，能节省一部分电能，这种显示屏最早来源于MP3播放器，它的有机发光材料大致有两种。一种是燃料或者颜料等小分子器件，另一种是共轭性高分子的高分子器件系统。由于有机电致发光器件具有发光二极管整流与发光的特性，因此小分子有机电致发光器件亦被称为OLED，高分子有机电致发光器件则被称为PLED。这两者在材料特性和使用功效上各有差异，从小器械的依赖性上看，小分子oled更具有电气特性和生产安定性，所以oled的推广程度更广泛些。

二、oled的原理

通过上述内容，我们对oled的定义概念有了大致了解，半导体材料和发光材料在电场的驱动下，通过载流子注入和复合导致发光的现象。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：空穴传输层（HTL）、发光层（EL）与电子传输层（ETL）。当电力供应至适当电压时，正极空穴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三基色，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。有机发光二极体的发光原理和无机发光二极体相似。当元件受到直流电（Direct Current；DC）所衍生的顺向偏压时，外加之电压能量将驱动电子（Electron）与空穴（Hole）分别由阴极与阳极注入元件，当两者在传导中相遇、结合，即形成所谓的电子-空穴复合（Electron-Hole Capture）。而当化学分子受到外来能量激发后，若电子自旋（Electron Spin）和基态电子成对，则为单重态（Singlet），其所释放的光为所谓的荧光（Fluorescence）；反之，若激发态电子和基态电子自旋不成对且平行，则称为三重态（Triplet），其所释放的光为所谓的磷光（Phosphorescence）。

三、oled的应用

（一）oled的发展趋势

Oled技术起源于欧美国家，在欧美国家的应用程度更广泛，然而它在推广以后大规模的产业化主要集中在亚洲，尤其是日韩与中国。从技术的发展趋向和集成程度上看，全球对oled的研究尚处于初级阶段，大部分企业侧重于小尺寸无源oled器件。而中国对这项技术的研究尚浅，产业链和功能开发程度有待完善，尤其是上游竞争企业不足，oled的核心技术与核心设备集中更多集中在欧美和日本国家企业中。

（二）oled的应用领域

1、在头戴显示器领域中的应用

头戴显示器主要包括视频眼镜和随身影院等头戴式显示器上，主要的功用包括数字视频、虚拟现实、虚拟游戏等，大部分头戴显示器多将游戏与眼睛像联系，充分发挥便携式多媒体设备的不朽优势。比如美国的eMagin就是第一个把oled技术应用于眼镜的国家，在中国爱视代经过研发也推出了高分子超微oled显示屏的视频眼镜，对我居民国生产生活、军事有很大推动。

2、在灯具、灯光领域的应用

Oled能发出红蓝绿等光芒，这几年学者们一直致力于开发其从背光源、低容量显示器到高容量显示器领域的应用。全球上游企业在灯具、灯光方面的考虑颇多，像飞利浦、东芝、EPSON、DuPont等企业都研发了低分子oled亮光现实技术。中国企业主要集中在广东、福建等地，像汕尾信利小尺寸OLED生产线、佛山中显科技的低温多晶硅TFT（薄膜场效应晶体管）AMOLED生产线专案、东莞宏威的OLED显示幕示范生产线项目等都在此领域下了不少功夫，也取得了不小成就。根据调研公司DisplaySearch的报告，中国成为全球OLED应用最大的市场，中国的手机、移动显示设备及其他消费电子产品的产量都超过全球产量的一半。

四、结语

综上，我们不难发现oled的重要价值，它作为一种显示技术在过去几十年间发展迅速，取得了显著的效果，其规模化和集约化程度越来越高。Oled的材质具有轻薄、高效的显著优势，深受各种显示器厂家青睐，尽管目前国内对该技术的研究程度还有待加强，但是笔者相信，经过技术不断的研发，oled现实产品的特性必然会有突破性的发展。

参考文献

[1] 初国强，王子君，刘星元等，“有机电致发光现状和发展趋势”， 光机电资讯，2001，8：14～19.

[2]Tang C W and VanSlyke，SA，“Organic EL Diode”，APPl. Phys.Lett，1987，51：913-918.

[3] 滕鹤松，“迅速发展的有机电致发光（OEL）显示器件”，固 体电子学研究与发展，2002，22（3）：265-267.