科普:OLED材料的发光原理(一)

科普:OLED材料的发光原理(⼀)
众所周知,OLED显⽰器不需要背光源,在通电的情况下OLED材料可以主动发出红绿蓝三⾊光。那OLED发光的原理是什么呢?
⾸先上⼀张⼤家已经看腻的图:OLED器件结构。
从图中可以看出,OLED器件⾃下⽽上分为:
玻璃基板(TFT)、阳极、空⽳注⼊/传输层、有机发光层、电⼦注⼊/传输层和⾦属阴极(顺便吐槽⼀下百度百科⾥各层名字的叫法。。。)
发光的部位在器件中间的有机发光层(再具体点就是发光层中的掺杂材料),发光机理如下图所⽰:
OLED器件是电流驱动型,在通电的情况下,空⽳从阳极进⼊器件,穿过空⽳注⼊/传输层,电⼦从阴极进⼊器件,穿过电⼦注⼊/传输层,两者最终到达有机发光层。
接下来要讲解的内容可能会⽐较⽣涩,为便于不同层次读者的理解,⼩编⽤不同的内容分成基础班和进修班,请各位读者对号⼊座。
基础班:
空⽳和电⼦在发光层中相遇,然后复合,形象⼀点讲的话,就像久未相见的恋⼈,⼀见⾯便紧紧抱在⼀起;
电⼦空⽳复合时会产⽣能量,释放出光⼦,你可以将光⼦理解为下图中情侣头上的⼼形;
我们能看见的光是由⽆数的光⼦组成,就像情侣头上不断冒出的⼩⼼⼼;
光的颜⾊由光⼦的能量决定,如果能量的⾼低⽤情侣的亲密程度⽐喻的话:特别亲密的发出蓝⾊(能量⾼发出蓝光),⽐较亲密的发出绿⾊(能量适中的发出绿光),⼀般亲密的发出红⾊(能量低的发出红光)。
进修班:
在讲解OLED发光原理之前,我们先学习⼀个概念:能级
能级:原⼦核外电⼦的状态是不连续的,因此各状态对应的能量也是不连续的,这些能量值就是能级;发光材料
能级就像楼梯的台阶,只存在1阶、2阶这样的整数,不会出现诸如1.5阶、2.1阶这样的情况,能级的⽰意图如下;
在正常状态下,原⼦处于最低能级,即电⼦在离核最近的轨道上运动,这种状态称为基态;
原⼦吸收能量后,电⼦会从基态跑到较⾼能级,即电⼦在较远的轨道上运动,这种状态称为激发态;
电⼦在不同能级之间的转换称为跃迁,从低能级向⾼能级跃迁需要吸收能量,⽽从⾼能级跃迁回低能级则会放出能量;了解能级的概念后,我们来看⼀下OLED发光材料的能级是什么样⼦:
S0表⽰的是基态能级,S1、S2和T1表⽰的是激发态能级,有机材料发光的过程,就是电⼦从⾼能级跃迁到低能级释放能量的过程(S1-->S0或T1-->S0),这个释放出的能量,就是可见光;
能量的过程(S1-->S0或T1-->S0),这个释放出的能量,就是可见光;
所以OLED发光的整个过程如下:
1. 电⼦和空⽳在发光层中相遇时,会产⽣复合效应;
2. 复合的过程中产⽣激⼦,激⼦在电场的作⽤下迁移,将能量转移给发光层中的掺杂材料;
3. 掺杂材料中的电⼦吸收能量后,从基态跃迁到激发态;
4. 因为激发态是不稳定的,电⼦会从激发态再次跃迁回基态,同时释放出能量,产⽣光⼦;
根据发光材料激发态能级的不同,电⼦在跃迁回基态的过程中释放出不同能量的光⼦,根据公式E=hv,能量决定光的波长,⽽波长意味着光的颜⾊。
未完待续。。。
这⼀节讲的是OLED材料发光的共通原理,下⼀节⼩编将介绍不同类型的OLED发光材料,以及其发光的详细原理,敬请期待。
作者:张鑫狄

本文发布于:2024-09-21 03:21:03,感谢您对本站的认可!

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标签:能级   发光   能量
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