OLED显示原理及结构分析（中文版）

一、核心原理：有机电致发光

OLED（有机发光二极管）的核心是有机半导体材料的电致发光特性：
当电流通过有机材料层时，电子与空穴在发光层复合，释放能量激发有机物分子，后者退激时发出可见光。其过程如下：

1. 载流子注入：
   • 阴极注入电子（e⁻），阳极注入空穴（h⁺）。
2. 载流子传输：
   • 电子经电子传输层（ETL），空穴经空穴传输层（HTL）向发光层移动。
3. 辐射复合：
   • 电子与空穴在发光层（EML） 复合，形成激子（激发态分子），退激时发出光子。

关键突破：无需背光源（与LCD本质区别），发光材料自身发光，实现超高对比度和纯黑表现。

二、核心结构：多层薄膜堆叠

典型OLED器件由透明基底和功能薄膜层构成（自下而上）：

结构演变：

• 顶发射：阴极半透明，光线从顶部射出（用于屏下摄像头设计）。
• 柔性OLED：以柔性PI基底替代玻璃，实现可折叠屏（如三星Galaxy Fold）。

三、彩色化实现方式

四、驱动方式：PMOLED vs AMOLED

AMOLED像素电路：

• 2T1C结构：2个薄膜晶体管（开关TFT+驱动TFT） + 1个存储电容（Cₛₜ），实现像素的持续亮度和灰度控制。

五、核心优势与挑战

优势：

• 极致对比度：自发光特性实现无限:1对比度（如iPhone的ProMotion屏）。
• 响应速度：微秒级响应（比LCD快1000倍），杜绝运动模糊。
• 柔性潜力：可卷曲（LG Rollable TV）、折叠（华为Mate X）。
• 能效提升：无背光模组，黑色像素零功耗。

挑战：

• 寿命衰减：蓝光材料寿命短（约1.5万小时），易烧屏（三星Eco²技术缓解）。
• 工艺成本：真空蒸镀精度要求极高（Micro OLED用光刻工艺突破）。
• 水氧敏感：需多层薄膜封装（ALD原子层沉积技术提升良率）。

技术演进趋势

• 材料革新：磷光/热激活延迟荧光（TADF）材料提升蓝光效率。
• 打印技术：喷墨印刷OLED（如JOLED）降低大面板制造成本。
• 叠层结构：LG 的WOLED采用RGB+W四色堆叠，提升亮度和寿命。

OLED通过有机材料与薄膜工艺的革命性结合，持续推动显示技术向更薄、更柔、更高画质演进。