oled液晶顯示器基礎(chǔ)知識及原理

OLED是英文Organic Light-Emitting Diode的縮寫，中文翻譯為“有機(jī)發(fā)光二極管”，又稱為有機(jī)電激光顯示。因?yàn)榫邆漭p薄、省電等特性，因此從2003年開始，這種顯示設(shè)備在MP3播放器上得到了廣泛應(yīng)用，而對于同屬數(shù)碼類產(chǎn)品的DC與手機(jī)，還并未走入大批量應(yīng)用的階段。但OLED屏幕卻具備了許多LCD不可比擬的優(yōu)勢，因此它也一直被業(yè)內(nèi)人士所看好。

OLED顯示技術(shù)與傳統(tǒng)的LCD顯示方式不同，無需背光燈，采用非常薄的有機(jī)材料涂層和玻璃基板，當(dāng)有電流通過時(shí)，這些有機(jī)材料就會(huì)發(fā)光。而且OLED顯示屏幕可以做得更輕更薄，可視角度更大，并且能夠顯著節(jié)省電能。

有機(jī)半導(dǎo)體由分子聚集而成，現(xiàn)有技術(shù)所使用的是非晶態(tài)物質(zhì)，為固體材料，屬無規(guī)律排列的非結(jié)晶狀態(tài)。有機(jī)發(fā)光材料有兩大類，以分子的大小來區(qū)分，小分子的稱之為低分子OLED,大分子的稱為高分子OLED。

OLED的基本結(jié)構(gòu)比較簡單，是由一層薄而透明，且具半導(dǎo)體特性的銦錫氧化物 (ITO)，與電力之陰極相連，再加上另一個(gè)金屬陽極，包成如三明治的結(jié)構(gòu)。整個(gè)結(jié)構(gòu)層中包括了：空穴傳輸層(HTL)、發(fā)光層(EL)與電子傳輸層(ETL)。當(dāng)電力供應(yīng)至適當(dāng)電壓時(shí)，正極空穴與陰極電荷就會(huì)在發(fā)光層中結(jié)合，產(chǎn)生光亮，依其配方不同產(chǎn)生紅、綠和藍(lán)RGB三原色，構(gòu)成基本色彩。OLED的特性是自己發(fā)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(yīng)快、重量輕、厚度薄，構(gòu)造簡單，成本低等，被視為 21世紀(jì)最具前途的產(chǎn)品之一。

OLED的結(jié)構(gòu)是由以下各部分組成：

基層-基層用于支撐整個(gè)有機(jī)發(fā)光二極管。

陽極-當(dāng)電流流過設(shè)備時(shí)，陽極消除電子。

有機(jī)層-有機(jī)層由有機(jī)分子或有機(jī)聚合物組成。

導(dǎo)電層——這一層由有機(jī)塑料分子組成，從陽極傳輸“空穴”。聚苯胺可以用作有機(jī)發(fā)光二極管的導(dǎo)電聚合物。

發(fā)射層——這一層由有機(jī)塑料分子組成，從陰極傳輸電子;發(fā)光過程發(fā)生在這一層。聚芴可以用作發(fā)射層聚合物。

陰極——當(dāng)設(shè)備中有電流流動(dòng)時(shí)，陰極會(huì)將電子注入電路。

OLED的發(fā)光過程其原理是用ITO透明電極和金屬電極分別作為器件的陽極和陰極，在一定的電壓驅(qū)動(dòng)下，電子和空穴分別從陰極和陽極注入電子和空穴傳輸層，電子和空穴分別通過電子和空穴傳輸層遷移到發(fā)光層，在發(fā)光層中相遇形成激子，激發(fā)發(fā)光分子，經(jīng)輻射弛豫后發(fā)出可見光。OLED發(fā)光的方式類似于LED，需經(jīng)歷一個(gè)稱為電磷光的過程。

OLED可分為被動(dòng)矩陣顯示和主動(dòng)矩陣顯示兩種方式。

在被動(dòng)矩陣顯示OLED(簡稱PM-OLED)中，ITO玻璃和金屬電極都是平行的電極條，二者相互正交，在交叉處形成發(fā)光二極管(LED)，LED逐行點(diǎn)亮，形成一幀可視圖像。由于每一行的顯示時(shí)間都非常短，要達(dá)到正常的圖像亮度，每一行的 LED 亮度都要足夠高。例如，一個(gè)100 行的器件，每一行的LED亮度必須比平均亮度高 100 倍，這就需要很高的電流和電壓，從而引起功耗增加，顯示效率急劇下降，應(yīng)用受到限制。

在主動(dòng)矩陣顯示OLED(簡稱AM-OLED)中，采用的是薄膜晶體管陣列(即 TFT陣列)，它先在玻璃襯底上制作CMOS多晶硅(TFT)，發(fā)光層制作在 TFT 之上。驅(qū)動(dòng)電路完成兩個(gè)任務(wù):一是提供受控電流以驅(qū)動(dòng) OLED，二是在尋址之后繼續(xù)提供電流，以保證各像素繼續(xù)發(fā)光。與PM-OLED不同的是，AM-OLED 的各個(gè)像素是同時(shí)發(fā)光的，這樣一來單個(gè)像素發(fā)光強(qiáng)度的要求就降低了，電壓也得以下降，這就意味著AM-OLED 的功耗比 PM-OLED要低得多，適合于大面積圖像顯示，是今后 OLED 發(fā)展的方向。