1.LED與OLED發(fā)光原理

　　LED，即發(fā)光二極管（Light Emitting Diode），是一種有鎵、砷與磷的化合物制成的二極管，其核心是由P型半導(dǎo)體和N型半導(dǎo)體晶片，在P型、N型半導(dǎo)體之間有一個(gè)過(guò)渡層，稱為PN結(jié)。在某些半導(dǎo)體材料的PN結(jié)中，注入的少數(shù)載流子與多數(shù)載流子復(fù)合形成激子時(shí)，就會(huì)把多余的能量以光的形式釋放出來(lái)，從而把電能直接轉(zhuǎn)化為光能。這種龍注入式電致發(fā)光原理制成的二極管，就叫做發(fā)光二極管，也就是俗稱的LED，當(dāng)他處于正向工作狀態(tài)時(shí)（即兩端加上正向電壓），電流從LED陽(yáng)極流向陰極時(shí)，半導(dǎo)體晶體就會(huì)發(fā)出紫外到紅外不同顏色的光線，光的強(qiáng)弱與電流有關(guān)，光的顏色與構(gòu)成材料有關(guān)。通常，磷砷化二鎵二極管發(fā)紅光，磷化鎵二極管發(fā)綠光，碳化硅二極管發(fā)黃光。

　　OLED，即有機(jī)發(fā)光二極管（Organic Light Emitting Diode），又稱有機(jī)電激光顯示。OLED的基本結(jié)構(gòu)是有一薄而透明的具有半導(dǎo)體特性的銦錫氧化物，與正極相連，再加上另一個(gè)金屬陰極。整個(gè)結(jié)構(gòu)層中包含：空穴傳輸層、發(fā)光層、電子傳輸層。在電廠的作用下，陽(yáng)極產(chǎn)生的空穴和陰極產(chǎn)生的電子就會(huì)發(fā)生移動(dòng)，分別向空穴傳輸層和電子傳輸層注入，遷移到發(fā)光層。當(dāng)而正在發(fā)光層相遇時(shí)，產(chǎn)生能量激子，從而激發(fā)發(fā)光分子產(chǎn)生可見(jiàn)光。當(dāng)電力供應(yīng)至適當(dāng)電壓時(shí)，正極空穴與陰極電荷就會(huì)在發(fā)光層中結(jié)合，產(chǎn)生光亮，依其配方不同產(chǎn)生紅綠藍(lán)光，按照三基色原理形成基本色彩。

　　2.LED與OLED的差異

　　S雖然厚實(shí)發(fā)光半導(dǎo)體，但是LED與OLED的構(gòu)成上存在區(qū)別，主要區(qū)別在于：

　　1）OLED中的激子與LED的不同，LED通過(guò)注入的電子與空穴形成激子而發(fā)光，發(fā)光色取決于組成半導(dǎo)體的能帶間隙；OLED通過(guò)注入的電子與空穴形成激子，激子衰減而發(fā)光，發(fā)光色取決于有機(jī)分子的熒光光譜。

　　2）構(gòu)成LED的有機(jī)膜不論分子大小還是聚合物，一般都是無(wú)定形薄膜，（有機(jī)物采用熱蒸發(fā)，蒸發(fā)的分子在室溫基板上以過(guò)冷狀態(tài)形成薄膜），而且是帶隙很大的絕緣膜，而無(wú)機(jī)LED則是有序的參雜半導(dǎo)體單晶體。

　　3）在OLED中的載流子傳輸過(guò)程也與LED不同，在有機(jī)分子間的電荷移動(dòng)靠的是分子離化，例如空穴在分子中的傳輸過(guò)程實(shí)際上是中性分子和帶正電荷的分子間的反復(fù)氧化和還原的過(guò)程。而無(wú)機(jī)半導(dǎo)體中電荷傳輸靠的是帶傳導(dǎo)。

　　3.LED與OLED顯示技術(shù)比較

　　LED結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，發(fā)光器件為單像素封裝，通常是在基板上生長(zhǎng)一層層的半導(dǎo)體薄層，切割成數(shù)千管芯，再將管芯鑲嵌在反射碗上形成單個(gè)像素單元。與目前制作工藝制作出來(lái)的管芯尺寸皆超過(guò)200μm，對(duì)于許多現(xiàn)實(shí)起來(lái)說(shuō)確實(shí)太大了，而RGB真彩色顯示需要3顆限速點(diǎn)組合在一起，所以難以制作成高分辨率的屏幕，目前使用的LED顯示屏幕實(shí)點(diǎn)距躲在10mm以上，部分產(chǎn)品可以做到1-2mm。但是因其結(jié)構(gòu)穩(wěn)固，模塊化，能效高，因此很容易擴(kuò)展，是的大型屏幕甚至是超大型屏幕（100m2以上）的實(shí)現(xiàn)變得容易，因?yàn)?，超大屏幕的觀看距離都在幾十米，甚至上千米。此外，由于LED所有發(fā)光器件都進(jìn)行完全的封裝，和環(huán)境無(wú)接觸，故而使用壽命都比較長(zhǎng)，并且在相當(dāng)長(zhǎng)的時(shí)間里性能幾乎沒(méi)有變化。但是OLED采用的是夾心結(jié)構(gòu)，由多層金屬盒分子化合物層疊而成，類似于印刷電路板，因此很容易做成高分辨率甚至是超高分辨率的屏幕，如果使用柔性材料，開(kāi)可以制成各種形狀甚至是可折疊屏幕。但由于無(wú)法像LED一樣在每個(gè)發(fā)光器件上制作反射杯，因此OLED的光損耗較LED大，亮度和色彩也叫LED差。此外OLED發(fā)光過(guò)程中不斷的化合反應(yīng)，使其發(fā)光強(qiáng)度隨著時(shí)間而降低，使用壽命也要短得多。

　　另外一個(gè)影響的重要因素就是成本因素，從材料上來(lái)看，LED對(duì)于光色的控制需要改變的能帶間隙，對(duì)于半導(dǎo)體材料工藝的要求比較高，而OLED只需要改變有機(jī)分子熒光光譜，可以通過(guò)化學(xué)方法修正。從制作工藝復(fù)雜成都看，LED的單晶生長(zhǎng)工藝要比OLED復(fù)雜得多，特別是影響LED全彩顯示的藍(lán)色 LED，有機(jī)比無(wú)機(jī)更易于實(shí)現(xiàn)，而藍(lán)色OLED由于他的壽命問(wèn)題，脫了OLED顯示技術(shù)的后腿。還有就是OLED成品率極低，12年的時(shí)候只能做到32，造成了成本的急劇上升，而LED成品率很高，從而造成了OLED的成本比LED高得多，最終限制了產(chǎn)業(yè)化的進(jìn)行。

　　4.LED與OLED顯示技術(shù)的前景

　　綜上所述，由于LED能效（可換算成單位面積發(fā)光強(qiáng)度和耗電比值），壽命方面的有點(diǎn)，以及像素單元機(jī)構(gòu)方面的特點(diǎn)，使其在超大顯示面積屏幕上有著先天的優(yōu)勢(shì)，其模塊化（市面上常見(jiàn)的是16×16和32×32等LED單元板）設(shè)計(jì)使大屏顯示結(jié)構(gòu)變得非常簡(jiǎn)單，目前世界上大型單色、雙色、全彩色顯示屏，基本上都是LED，超大顯示屏甚至可以做到幾十千米的可視距離。但是LED的成本隨著像素間距下降而成平方級(jí)增長(zhǎng)。間距下降30%，像素?cái)?shù)量增加 100%，而通常是在基板上生長(zhǎng)一層層的半導(dǎo)體薄膜，切割成數(shù)千管芯，再將管芯鑲嵌在各應(yīng)用產(chǎn)品中。以目前的制作工藝制作出來(lái)的管芯尺寸皆超過(guò) 200μm，對(duì)于許多室內(nèi)用的顯示屏幕來(lái)說(shuō)太大了，因此目前的LED技術(shù)并不合適。

　　OLED在能效和光色方面不如LED，而且壽命也短，但是成本較低，最主要的是像素很高，適合做高清顯示屏，其主要對(duì)手是TFT-LCD。 TFT-LCD需要背光源，OLED本身就是發(fā)光材料，因此在能耗和亮度方面OLED有壓倒性優(yōu)勢(shì)，但是依然需要解決的是成本問(wèn)題，OLED成本比 TFT-LCD高出不止一倍，使得其主要的應(yīng)用只能在智能手機(jī)和高端筆記本的顯示屏上，但是隨著技術(shù)的成熟，成品率提高，藍(lán)光OLED得等到解決，OLED必然如LCD取代CRT和一樣取代LCD。

　　5.總結(jié)

　　無(wú)論是LED還是OLED，目前都還存在適用局限性的問(wèn)題。OLED技術(shù)已經(jīng)漸趨成熟，隨著生產(chǎn)工藝改進(jìn)，有望在近幾年逐步取代LCD?？傮w性能上無(wú)機(jī)LED還是更加有優(yōu)勢(shì)，但是在成本和工藝上存在問(wèn)題，無(wú)法小型化。2009年，美國(guó)成功制成50μm的無(wú)機(jī)LED芯片方塊，雖然目前技術(shù)還不成熟，同時(shí)，還是只能做出紅光顯示器，但是，隨著他們進(jìn)一步的研究，實(shí)用化的微型無(wú)機(jī)LED芯片早晚會(huì)成為下一代顯示技術(shù)的發(fā)展方向。