2016年5月30日 星期一

‧ OLED 和 LED 究竟有什麼區別

ofweek 論壇

前幾天,一個朋友問我:OLEDLED究竟有什麼區別,我就告訴他,用的材料不一樣LED用的是金屬材料,而OLED用的是有機物材料;OLED更先進些,它不用燈光照射就能自主發光,對比度更好些,平時用的LED是要有背光燈照射才能看到東西的...

 

結果,他說,什麼跟什麼呀?所以我在網上找了份資料,稍微全面些,就發出來大家共享,不是原創啊。。

必須明確的是,OLEDLED並不是一個概念。

近期大家一定頻繁的看到 "LED"這個名詞,它和OLED僅僅雖然只有一個字母之差,但實際上兩者描述的是完全不同的事物。我們都知道液晶面板是通過背光源發光,通過液晶分子的折射而產生各種不同的顏色的,液晶分子自身不能發光,而LED則僅僅指的只是背光源。而OLED則自身能夠發光,因此不需要背光源

LED--發光二極管

一、LED發光原理與發光材料:
半導體材料有一個非常有趣的特性,就是所謂的載子;載子分為兩類:一類為電子,帶負電;另一類為電洞,帶正電。LCD的發光原理,是利用兩種載子在某些條件下可以結合,釋放出的能量以光子的形式釋出而發光。它會依材料的不同,電子和電洞所佔有的能階不同,也就是說電子和電洞的相對能接高度差,即是決定兩載子所結合發出能量的高低,便可以產生具有不同能量的光子,藉此可以控制LED所發出光的波長,也就是光譜或顏色


LED所使用的材料是以3A-5A元素化合物半導體為主(GaP,GaAs,GaN,AlInGaP等等)。而至於它為什麼會發出不同顏色的光,就得是LED他本身的材料而定,例如:紅光就用AlInGa(鉮化鋁鎵)、綠光就用GaP(磷化鎵)、藍光就用ZnS(硫化鋅)GaInN(氮化鎵銦)…等等。

LED依其發光波長來區分,可大致分為可見光二極管與紅外線發光二極管。其發光原理是利用半導體中電子與電洞結合時,將釋放的能量以光子的形式釋出而發光,而發光二極管所使用的材料以3A5A族元素的化合物半導體為主,如:GaAs,GaP,AlGaP,AlInGaP等等,其發光波長和亮度,會因所使用的材料而有所差異

二、LED發光優點:

  1.屬於冷性發光:不是藉由加熱或放電發光
  2.壽命長:可達十萬小時以上(幾乎可有十年不壞的壽命)
  3.消耗電力小:約是傳統鎢絲燈泡得十分之一,因為氧化電位低驅動電壓相對就低
  4.污染低。
  5.體積小
  6.反應速度很快

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三、LED直流电特性:
大部分的應用,LED都以直流電的方式超作,它具有以下幾點的特性

1.
順偏特性:當直流電有了足夠的正電壓的時候,LED的電流就快速的上升,而這個通入的電流就稱為「順偏電流」,而LED兩端的電壓就被稱為「順偏電壓」。若電壓的範圍忽高忽低即表示質量異常,而通常波長越短的LED其電壓會越高

2.逆偏特性:顧名思義就是給予LED負的電壓,也稱為「漏電壓」,一般而言,不同的LED材料會各自有其合理的電壓值,而造成逆電壓特性不良的原因是靜電放電,這個特性也可以用來評估此LED品質。

3.閘流體效應LED的主要材料是pn接面,而閘流體是電子電力常用的控制組件,當它的厚度不均勻的時候就會有pn層面交錯的情形產生,此時的電壓差就會有很大的差異,這就是「閘流體效應」,而若電壓差太大的話就顯示此產品的質量不太好,所以這也可以用來衡量LED的品質

4.產生光譜:藉由外在環境的能量提供而使得LED含有的元素產生了能階的轉移,正因為吸收能量而使的能階提升到激發態(能量較高的能階),往往反應都會趨向能量較低的地方跑,所以它就回到了基態能階,而吸收的能量就轉換為光子,能量也正好落在可見光區,使得肉眼可以看的到,而產生光譜

5.光指向性LED為光源之一種,所以就有發光光束的方向-即空間中各角度的相對強度值

四、LED應用:
 
 
   1.資訊廣告牌
  2.紅外線產品
  3.交通號志
  4.照明設備
  5.光纖產品

OLED--有機發光二極管
目前發光二極管所利用的材料均為無機半導體材料,較難應用於大面積並需要有高分辨率的組件(EX:屏幕),要解決這些問題,有賴於新型有機半導體材料(即含碳氫化合物之材料),將它塗布在導電的玻璃片上,通以電流,就可以放出各種不同波長的光


1OLED發光原理
有機發光原理和發光二極管的發光原理相似,同樣利用材料特性,將電子電洞在發光層上結合,電子由激發態降回基態,將多餘能量以波的形式釋出,而達到發光的功能。因此才有OLEDPLED的稱呼。(OLED是小分子的有機電激發光二極管,PLED是聚合物的有機電激發光二極管。)

2OLED彩色化方式
目前有機發光二極管以綠光的技術最成熟,藍光及紅光仍待商品化。有機發光二極管顯示器之色彩分為單色、多彩及全彩,多彩系由數個單色的顯示區域組成,每一區域仍是單色;全彩是由紅、綠、藍三色光的重復畫素組成,畫素尺寸愈精細,分辨率愈高。在顯示器的應用上,全彩是市場成功必要條件

 

3OLED結構
有機發光二極管基本的結構圖如下圖所示,同樣是利用材料的特性,將電子電洞在發光層上結合,而將電子由激發態的形式降回基態,而將多餘的能量以波的形式釋出,因而達到有不同波長的發光組件的產生。

OLED是利用在二個電極間分別注入電子及電洞,並利用有機分子的激發,而達到發光的功能。其中陽極為ITO導電玻璃膜,以蒸鍍方式,附著於玻璃或透明塑料基板上,陰極則含有MgAlLi等金屬。

在二個電極間則是多個有機薄膜形成的發光區域,包含電洞注入區、電洞傳遞區、有機發光層及電子傳遞層,在實際量產時,考慮不同需求,有時還會包含其它不同薄膜

4OLED應用
OLED現階段主要應用於車用型顯示器、行動電話、遊戲機、掌上型可攜式小型計算機、個人數位助理器(PDA)、汽車音響及數位相機等。未來將朝高螢光效率材料的開發、5吋全彩顯示器的製作、有機組件新應用領域的開發、高解析度的全彩化小尺寸顯示器發展,如智慧型行動電話等

美國柯達公司是OLED技術的領先者,此外,CambridgeDisplayTechnology、三洋、TDKPioneer及飛利浦等公司亦積極投入OLED的研究及開發


OLED技術有何優點?
OLED是有機發光二極管,又稱為有機電雷射顯示,因為具備輕薄、省電等特性,因此從2003年開始,這種顯示設備,在MP3播放器上得到了廣泛應用,而對於同屬數位類產品的DC與手機,此前只是在一些展會上展示過採用OLED螢幕的工程樣品,還並未走入實際應用的階段。但OLED螢幕卻具備了許多LCD不可比擬的優勢,因此它也一直被業內人士所看好


於目前的液晶顯示技術,OLED擁有超薄、抗震性能好、可視角度大、響應時間短、低溫性好、發光效率高等多種優點。需要說明的是,雖然OLED已經逐漸被人們所熟知,但現在我們並沒有大面積的看到OLED產品上市

                                                                                                                                                                                                                            


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