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標題: oled介紹 [打印本頁]

作者: danny 時間: 2009-10-4 21:06 標題: oled介紹

1. 前言
最近幾年，來隨著數位資訊和多媒體應用不斷的增加，以及世界各大顯示器廠商的推波助瀾，而使得平面顯示器（Flat Panel Display）能夠快速地深入每個家庭與個人，所以人類對於高品質的影像顯示器是一直非常其盼的。
目前各種顯示器已廣泛的被使用在電腦（Computer）、通訊（Communication）、消費性電子器材（Consumer Electronics）、汽車電子（Car Electronics）及3G（即第三代行動電話）等應用方面。尤其是進入了二十一世紀後，人們需要性能更好、更能符合未來生活需求的新一代平面顯示器，來迎接這個「4C」的時代。
從傳統厚重的陰極射線管顯示器（Cathode Ray Tube，CRT）朝向厚度更薄、體積更小、重量更輕、影像品質更好等方向去發展，而這些目標也都是未來顯示器的主流趨勢。
2.有機發光二極體顯示器的介紹
有機發光二極體顯示器（Organic Light Emitting Diode，簡稱OLED）自1987年美國柯達公司的鄧青雲博士(Ching W. Tang)發表以真空蒸鍍法製成多層式結構的有機發光二極體顯示器元件[6]，可使電洞與電子侷限在電子傳輸層與電洞傳輸層之界面附近再結合，大幅提高了元件的性能。其低操作電壓與高亮度的商業應用潛力吸引了全球的目光，從此開啟了有機發光二極體顯示器風起雲湧的時代。
近來有機發光二極體顯示器已成為國內外非常熱門的新興平面顯示器產業，主要是因為有機發光二極體顯示器具有：自發光、廣視角（達170o以上）、反應時間快（~1us）、高發光效率、低操作電壓（3-10V）、面板厚度薄（小於2mm）、可製作大尺寸與可撓曲性面板及製程簡單等特性，具有低成本的潛力（預估比TFT-LCD便宜約20%），因此被喻為下一世紀的「明星」平面顯示技術。表3為有機發光二極體顯示器與其它各種主要顯示器之特性及優點比較；由表中可知有機發光二極體顯示器的優勢是可以顯而易見的；與其他技術比較起來，雖然有機發光二極體顯示器技術尚屬年輕，還有須多發展的空間；但隨者技術越來越成熟後，今後有可能得以迅速的發展，其前景是不可限「亮」的。
3.有機發光二極體顯示器的基本構造
有機發光二極體的技術依其所使用的有機薄膜材料的不同分為兩類，以發色有機化合物為材料之小分子元件系統（Small Molecule-Based Device）及以共軛高分子為材料之高分子元件系統（Polymer-Based Device）。小分子的被稱為OLED（Organic Light Emitting Diode），高分子的被稱為PLED（Polymer Light Emitting Diode）。
4.有機發光二極體之發光原理
有機發光二極體的發光原理從外部（陰極和陽極）注入電子和電洞，因外加電壓所衍生的電位差而使得這些電子電洞對在薄膜層移動並且產生再結合現象（Recombination），這種再結合所放出的能量將激發發光中心，以使其處於高能量且非穩定的激發狀態，當能量釋出（以光的形式）時則將回復到能量穩定的基態而產生所謂注入型電激發光，直流式（DC）動作電激發光也有，而交流式（AC）也是可能的，載體（Carrier）的注入並使其處於傾向偏壓時而產生發光的現象。當化學分子受到外來能量的激發後，其電子組態的變化將由基態（Ground State）提升至激發態（Excited Ground），若激發態的電子自旋（Electron Spin）和基態電子成對的話，則此一狀態稱之為單重項態（Singlet）；其次是若兩個電子自旋不成對但是是平行的，則此一狀態為三重項態（Triplet）。一般情況下，三重項態的能量是比單重項態的能量要小，且接地激發至三重項態之跳躍方式的可能性不大，但單重項態的電子自旋則是有可能經不同階段的跳躍方式轉變成三重項態。當去活化（Deactivation）過程產生時，就會產生所謂的磷光。
5.有機發光二極體顯示器之全彩化方式
一般有機發光二極體顯示器的全彩化有三種形式：第一種類型是利用紅光（Red）、藍光（Blue）及綠光（Green）三個有機的二極體發出三種顏色的光，由三原色混合成全彩，這種設計最簡單、最有效率，但是也存在著一些複雜的問題，如：需要較精細的金屬遮罩等問題。
第二種類型是白光有機發光二極體配合彩色濾光片，來產生RGB三原色，達到全彩化的目的。優點是類似液晶顯示器的技術且每個二極體老化的時間比較一致，缺點是彩色濾光片會降低亮度、與功率變低且需要較有效率的白光二極體。
第三種類型是利用短波長、高能量的藍光OLED搭配色轉換介質來產生RGB三原色，進而產生全彩化的情形。優點是發光效率較使用彩色濾光片為佳，但缺點也是亮度會降低，但較使用白光去濾出紅光、綠光和藍光適合且需要較穩定的藍光二極體。目前常見的結構可分為底部發光型（Bottom Emission）和頂部發光型（Top Emission）兩種形式。在底部發光型，其陽極（ITO）在下面，接著是有機發光二極體之發光層、最後為金屬陰極，因此當發光時其光是朝向四面八方，但是其上的光被上層金屬反射，故所有的光均朝下，最後穿過透明導電膜ITO，故稱為底部發光型；反之，若陽極在下面，但是改使用金屬材料，而上面的陰極改採用透明金屬，當發光時其往下方的光將底下金屬反射，最後光從上面發射出去，故稱為頂部發光型結構。目前在有機發光二極體的結構大都採用底部發光型結構，Sony算是頂部發光型結構的代表公司。但是對於選擇適當的材料，還有進一步研究的空間。
6.結語
由於有機發光二極體顯示器（OLED）的諸多優點，一直為次世代平面顯示器的候選人，為LCD的替代者；2005年三星電子首先開發出40”OLED TV，而SONY副社長日前也在公開場所宣佈，該公司將在2007年推出有機EL（OLED）電視，由此可見新世代電視可望透過有機EL脫離紙上作業獲得實現；而軟性顯示器的應用表現，更是以OLED為首要的候選人。

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