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OLED和LED有什麼區別?

技術


LED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--發光二極體:

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。LED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(如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)或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體與紅外線發光二極體。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,而發光二極體所使用的材料以3A、5A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。

三、LED直流電特性:

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的質量。

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的質量。

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.信息廣告牌

2.紅外線產品

3.交通號誌

4.照明設備

5.光纖產品

OLED--有機發光二極體

目前發光二極體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解析度的組件(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。

1、OLED發光原理

有機發光原理和發光二極體的發光原理相似,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OLED和PLED的稱呼。(OLED是小分子的有機電激發光二極體,PLED是聚合物的有機電激發光二極體。)

2、OLED彩色化方式

目前有機發光二極體以綠光的技術最成熟,藍光及紅光仍待商品化。有機發光二極體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、藍三色光的重複畫素組成,畫素尺寸愈精細,解析度愈高。在顯示器的應用上,全彩是市場成功必要條件。

3、OLED結構

有機發光二極體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Mg、Al、Li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。

4、OLED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、個人數字助理器(PDA)、汽車音響及數字相機…等。未來將朝高熒光效率材料的開發、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,如智能型行動電話等。

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。(參考OFweek半導體照明網淺析OLED和LED究竟有什麼區別)


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