科普：OLED材料的發光原理（一）

知識 11-25

眾所周知，OLED顯示器不需要背光源，在通電的情況下OLED材料可以主動發出紅綠藍三色光。那OLED發光的原理是什麼呢？

首先上一張大家已經看膩的圖：OLED器件結構。

科普：OLED材料的發光原理（一）

OLED器件結構（來源：百度百科）

從圖中可以看出，OLED器件自下而上分為：

玻璃基板（TFT）、陽極、空穴注入/傳輸層、有機發光層、電子注入/傳輸層和金屬陰極（順便吐槽一下百度百科裡各層名字的叫法。。。）

發光的部位在器件中間的有機發光層（再具體點就是發光層中的摻雜材料），發光機理如下圖所示：

科普：OLED材料的發光原理（一）

有機發光層的發光機理（來源：網路）

OLED器件是電流驅動型，在通電的情況下，空穴從陽極進入器件，穿過空穴注入/傳輸層，電子從陰極進入器件，穿過電子注入/傳輸層，兩者最終到達有機發光層。

接下來要講解的內容可能會比較生澀，為便於不同層次讀者的理解，小編用不同的內容分成基礎班和進修班，請各位讀者對號入座。

基礎班：

空穴和電子在發光層中相遇，然後複合，形象一點講的話，就像久未相見的戀人，一見面便緊緊抱在一起；

電子空穴複合時會產生能量，釋放出光子，你可以將光子理解為下圖中情侶頭上的心形；

我們能看見的光是由無數的光子組成，就像情侶頭上不斷冒出的小心心；

光的顏色由光子的能量決定，如果能量的高低用情侶的親密程度比喻的話：特別親密的發出藍色（能量高發出藍光），比較親密的發出綠色（能量適中的發出綠光），一般親密的發出紅色（能量低的發出紅光）。

科普：OLED材料的發光原理（一）

進修班：

在講解OLED發光原理之前，我們先學習一個概念：能級；

能級：原子核外電子的狀態是不連續的，因此各狀態對應的能量也是不連續的，這些能量值就是能級；

能級就像樓梯的台階，只存在1階、2階這樣的整數，不會出現諸如1.5階、2.1階這樣的情況，能級的示意圖如下；

科普：OLED材料的發光原理（一）

能級（來源：百度百科）

在正常狀態下，原子處於最低能級，即電子在離核最近的軌道上運動，這種狀態稱為基態；

原子吸收能量後，電子會從基態跑到較高能級，即電子在較遠的軌道上運動，這種狀態稱為激發態；

電子在不同能級之間的轉換稱為躍遷，從低能級向高能級躍遷需要吸收能量，而從高能級躍遷回低能級則會放出能量；

了解能級的概念後，我們來看一下OLED發光材料的能級是什麼樣子：

科普：OLED材料的發光原理（一）

OLED發光材料的能級圖（來源：網路）

S0表示的是基態能級，S1、S2和T1表示的是激發態能級，有機材料發光的過程，就是電子從高能級躍遷到低能級釋放能量的過程（S1-->S0或T1-->S0），這個釋放出的能量，就是可見光；

所以OLED發光的整個過程如下：

1. 電子和空穴在發光層中相遇時，會產生複合效應；

2. 複合的過程中產生激子，激子在電場的作用下遷移，將能量轉移給發光層中的摻雜材料；

3. 摻雜材料中的電子吸收能量後，從基態躍遷到激發態;

4. 因為激發態是不穩定的，電子會從激發態再次躍遷回基態，同時釋放出能量，產生光子；

根據發光材料激發態能級的不同，電子在躍遷回基態的過程中釋放出不同能量的光子，根據公式E=hv，能量決定光的波長，而波長意味著光的顏色。

科普：OLED材料的發光原理（一）

有機發光層的發光機理（來源：網路）

未完待續。。。

這一節講的是OLED材料發光的共通原理，下一節小編將介紹不同類型的OLED發光材料，以及其發光的詳細原理，敬請期待。

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