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1、OLED 结构原理及发光过程OLED结构原理及发光过程OLED是一种由有机分子薄片组成的固态设备，施加电力之后就能发光。O LED能让电子设备产生更明亮、更清晰的图像，其耗电量小于传统的发光二极管（LED），也小于当今人们使用的液晶显示器（LCD）。在本文中，您将了解到OLED技术的工作原理，OLED有哪些类型，OLED同其他发光技术相比的优势与不足，以及OLED需要克服的一些问题。类似于LED,OLED是一种固态半导体设备，其厚度为100-500纳米，比头发丝还要细200倍。OLED由两层或三层有机材料构成；依照最新的OLED设计，第三层可协助电子从阴极转移到发射层。本文主要涉及的是双层设计
2、模型。一、OLED的结构OLED由以下各部分组成：OLED的结构基层（透明塑料，玻璃，金属箔）-基层用来支撑整个OLED.阳极（透明）-阳极在电流流过设备时消除电子（增加电子“空穴”）。有机层-有机层由有机物分子或有机聚合物构成。导电层-该层由有机塑料分子构成，这些分子传输由阳极而来的“空穴”.可采用聚苯胺作为O LED的导电聚合物。发射层-该层由有机塑料分子（不同于导电层）构成，这些分子传输从阴极而来的电子；发光过程在这一层进行。可采用聚芴作为发射层聚合物。阴极（可以是透明的，也可以不透明，视OLED类型而定）-当设备内有电流流通时，阴极会将电子注入电路。二、OLED的制造OLED生产过程中
3、最重要的一环是将有机层敷涂到基层上。完成这一工作，有三种方法：1、真空沉积或真空热蒸发（VTE）位于真空腔体内的有机物分子会被轻微加热（蒸发），然后这些分子以薄膜的形式凝聚在温度较低的基层上。这一方法成本很高，但效率较低。2、有机气相沉积（OVPD）在一个低压热壁反应腔内，载气将蒸发的有机物分子运送到低温基层上，然后有机物分子会凝聚成薄膜状。使用载气能提高效率，并降低OLED的造价。3、喷墨打印利用喷墨技术可将OLED喷洒到基层上，就像打印时墨水被喷洒到纸张上那样。喷墨技术大大降低了OLED的生产成本，还能将OLED打印到表面积非常大的薄膜上，用以生产大型显示器，例如80英寸大屏幕电视或电子看
4、板。OLED制造三、OLED的发光过程OLED发光的方式类似于LED,需经历一个称为电磷光的过程。OLED的发光过程具体过程如下：1、OLED设备的电池或电源会在OLED两端施加一个电压。2、电流从阴极流向阳极，并经过有机层（电流指电子的流动）。3、阴极向有机分子发射层输出电子。4、阳极吸收从有机分子传导层传来的电子。（这可以视为阳极向传导层输出空穴，两者效果相等。5、在发射层和传导层的交界处，电子会与空穴结合。6、电子遇到空穴时，会填充空穴（它会落入缺失电子的原子中的某个能级）。7、这一过程发生时，电子会以光子的形式释放能量。8、OLED发光。9、光的颜色取决于发射层有机物分子的类型。生产商
5、会在同一片OLED上放置几种有机薄膜，这样就能构成彩色显示器。10、光的亮度或强度取决于施加电流的大小。电流越大，光的亮度就越高。四、OLED的分类以下是几种OLED:被动矩阵OLED、主动矩阵OLED、透明OLED、顶部发光OLED、可折叠OLED、白光OLED等。每一种OLED都有其独特的用途。接下来，我们会逐一讨论这几种OLED.首先是被动矩阵和主动矩阵OLED.被动矩阵OLED（PMOLED）被动矩阵OLED结构PMOLED具有阴极带、有机层以及阳极带。阳极带与阴极带相互垂直。阴极与阳极的交叉点形成像素，也就是发光的部位。外部电路向选取的阴极带与阳极带施加电流，从而决定哪些像素发光，哪
6、些不发光。此外，每个像素的亮度与施加电流的大小成正比。PMOLED易于制造，但其耗电量大于其他类型的OLED,这主要是因为它需要外部电路的缘故。PMOLED用来显示文本和图标时效率最高，适于制作小屏幕（对角线2-3英寸），例如人们在移动电话、掌上型电脑以及MP3播放器上经常能见到的那种。即便存在一个外部电路，被动矩阵OLED的耗电量还是要小于这些设备当前采用的LCD.主动矩阵OLED（AMOLED）主动矩阵OLED结构公布LED照明价格路线图降价空间巨大LED照明价格路线图 2021年灯具价格将由现在的100美元降至28美元根据DOE（美国能源部）提供的商业报告显示，2009年冷白光LED 和
7、暖白光 LED 在电流密度为35A每平方厘米的情况下，最佳光效分别为 113 lm/W 与 78 lm/W,这与DOE 路线图非常吻合。2010年上半年，暖白光 LED 光效已经增加至 93 lm/W,已经超过了DO E 2010年的目标；但是冷白光 LED 的光效却尚未见增加。降低成本的方法是减小封装体积以及降低封装的复杂度；另一种方法则是在传统的封装中封装更大的芯片（要么是单个大的芯片，要么是多个很小的芯片拼接）。例如，Lixeon c 产品通过在一个小规格的封装（2.04 x 1.64 x 0.7 mm3）里面封装传统的大小为1平方毫米的冷白光芯片，从而使价格达到了$20/klm（20美
8、元每千流明）。Cr ee XP-G 产品采用了相反的做法，将一个两倍大小（1.4 x 1.4 mm 2）的芯片封装在一个传统的 XP 式的封装里（3.45 x 3.45 x 2.0 mm3），同时还保持同样的售价。结果，其暖白光LED 的$/klm 售价降至 $20/klm,而冷白光 LED 的售价降至 $16/klm.与此同时，Cree MX-6 产品在单个封装设计中使用了6个更小的（0.25 平方毫米）芯片拼接，从而使芯片总面积增大1.5倍，这样售价会非常低。在电流密度为35A每平方厘米的情况下，冷白光 LED 的价格下降至 $11/klm,而暖白光 LED 的价格下降至 $16/klm,
9、达到了DOE （美国能源部）预期的2010年目标。不同的芯片面积以及不同数量的芯片，其LED 封装的最终价格相似，说明了芯片价格并非是决定LED 封装最终价格的重要因素。表格1、LED 照明价格路线图 Source: DOE MYPPLED灯具成本分析封装占大头降低LED灯具成本的最好办法是降低 LED 封装成本（图1）。但是，除了降低LED 封装成本，还需要降低其他部分的成本来达到成本控制目标。比如，驱动部分的成本降低得依靠LED功耗要求的标准化，因为标准化也可以更容易实现量产从而降低生产成本。改善 LED 光学设计，LED实际光效的提高（尤其是在大电流驱动的情况下），或多芯片封装或者使用更
10、大面积的LED芯片，都能通过更小的LED封装体积达到所要求的亮度，因此这些方法都可以大大降低成本。高光效的LED同样可以降低散热部分的成本，优化 LED 灯具结构也能减少其他生产成本。除了图1中指出的一些因素外，先进的生产技术，包括整体系统设计和自动化，都能进一步降低照明成本。图1:LED 灯具成本分析 Source: DOE MYPPLED 封装成本分析降低成本的方法多样大功率 LED 封装生产的每个步骤都对最终成本有影响。图2 展示了典型的LED 封装成本构成。图2说明了大部分成本都集中在裸片封装阶段。这个结果完全在意料之中，因为最终产品是一个封装好的LED芯片，并且每个晶圆基板上都有上千个这样的芯片（在一个100毫米直径的基板上大约会有5000个大小为1平方毫米的LED芯片）。因此，与裸片封装有关的成本才是至关重要的。厂商们需要注意裸片封装过程，进而控制成本。但是由于整个生产过程比较复杂，在这里很难在给出一个很好的解决方案。最佳方案将取决于许多因素。该领域有许多创新空间，DOE 相信会有许多不同降低成本的方法，其中包括有：加强自动化程度加强测试和检查力度加强上行过程控制提高成品率优化封装结构（简化设计、多芯片、等等。）更高水平的（混合或者单片）元件集成化图2: LED 封装成本分析 Source: DOE MYPP
