OLED是Organic Light Emitting Diode，即有机发光二极管。其原理是在两电极之间夹上有机发光层，当正负极电子在此有机材料中相遇时就会发光，其组件结构比目前流行的TFT-LCD简单，生产成本只有TFT-LCD的三到四成左右。除了生产成本便宜之外，OLED还有许多优势，比如自身发光的特性，目前LCD都需要背光模块（在液晶后面加灯管），更由于OLED通电之后就会自己发光，可以省掉灯管的重量体积及耗电量（灯管耗电量几乎占整个液晶屏幕的一半），不仅产品厚度只2cm左右，操作电压更低到2~10V，加上OLED的反应时间（小于10ms）及色彩都比TFT-LCD出色，更有可弯曲甚至可以折迭的特性，让它的应用范围极广。

从原理上看，OLED发光的关键在于两电极之间夹上的有机发光层。被喻为“日本爱迪生”的城户淳二教授(日本山形大学教授；日本OLED计划主持人)表示，虽然人们观察显示器的焦点汇聚在最终产品上，但对于OLED来说，发光材料是决定产品的关键所在，即“材料主宰一切”。

发光材料

OLED原理上是当电荷通过某种有机材料以后就会发光，这种电致发光有机材料可以分成两种：一种是小分子的有机材料，另一种是高分子的有机材料。小分子的分子量大约在几百左右，而高分子的分子量大约在几万到几百左右。

1．小分子发光材料

目前大多数采用小分子发光材料作为彩色小屏幕OLED显示屏。常用的小分子有机材料是金属鳌合物和稀土配合物，像Alq3、Almqs、Zn(5Fa)2、BeBq2等。小分子发光材料以日系厂商为主(近八成)，如Eastman Kodak、出光兴产、新日铁化学、东洋油墨、Toray等。

2．高分子发光材料

目前，欧美国家则以高分子系(PLED)的研究居多。小/高分子系以分子量的多寡来区分，原则上分子量在1,000以下为小分子，高分子的分子量在1万以上。1990年英国剑桥大学Cavendish实验室Friend等人以旋转涂布(Spin coating)方式将共轭高分子(PPV)当发光层，制作出单层发光元件。

高分子有机发光材料主要是聚乙炔，聚噻吩及其衍生物的有机共轭聚合物。高分子系材料具物理强度高、涂布简单、元件制造容易等优点；但在发光效率、成膜性、耐热等项目却面临难点。

3．空穴传输材料(Holle Transportt Layer, HTL)

传输层的主要作用能使源自电极(正/负)流进的电荷载体，圆滑地流至发光层，并将源自对方的电荷予以阻隔，使其无法通行；因此必须采用载体移动性高且可阻隔对面侧电极流入电荷载体的材料。该使用材料为含氮的烯丙基胺化合物，其中TPD为最被熟知的材料，该材料已被使用在影印机达10年以上。

4．空穴注入材料(Holle IInjjecttiion Layer, HIIL)

有别于传输层对材料有移动性高的要求，注入层因介于电极与传输层之间(亦称电极介面层)，其基本要件为电子注入性或空穴注入性?好。在空穴注入层方面，小分子与高分子所使用的材料不同，前者可使用与空穴传输层相近的材料，如铜钛菁系(Phthalocyanine)材料或烯丙基胺系材料，两者耐热性高，采用该材料可提高元件本身的耐热性及寿命；后者则使用Poly-Thiophene (PEDOT)或Polyanirin等导电性高分子。

5．电子传输材料(Ellecttron Transportt Layer, ETL)

电子传输材料主要功能是将电子自阴极引入有机层及传输电子，材料本身较具有被还原的能力。电子传输材料以Alq3为主，该材料透过真空蒸镀方式可形成相当平滑的薄膜，因电子传输性与荧光特性佳，目前仍广为使用。至于该市场的主要领导厂商为新日铁化学，东洋油墨、Chemipro的市占率亦不低，而出光兴产、Eastman Kodak、Chisso、Hodogaya亦是个中的佼佼者。

6．封装材料

因水气与氧气容易使OLED元件老化，故元件必须在低水气与低氧化环境下进行“密封”，所选用的胶材亦须能阻绝水气与氧气，方可维持原件操作的寿命与稳定性，目前OLED多采用UV硬化树脂作为封装材料。

Nagase-Chemtex为市场的领导厂商，客户遍及OLED所有厂商，市场占有率高达八成以上；排名第二(市占率10%)的Three-Bond，主要供应韩国LG电子；至于原来跨足液晶面板用接着剂(框胶)并有不错成绩的厂商如三井化学、协立化学、积水化学亦加入OLED胶材的生产。

OLED的基本结构

柯达公司公布的典型OLED结构是：玻璃基板上面是一层透明的ITO（氧化铟锡）阳极，上面镀一薄层铜酞菁染料，它能使ITO的表面钝化，以增加其稳定性，再向上就是P型和N型有机半导体材料，最顶上是镁银合金阴极，这一层金属阴极也起到反光的作用。这些涂层都是蒸镀到玻璃基板上的，因此厚度非常薄。在电极两端加上5V~10V的电压，有机发光材料就可以发出相当明亮的光，光是从玻璃基板、也就是向下发出的。这块玻璃基板也可以用可弯曲的柔性塑料基板代替。

更为复杂的结构主要是为了提高发光亮度和发光效率。例如在阴极和ETL之间和阳极和ETL之间再加一层阴极和阳极缓冲层，以增加电子和空穴的注入量。还有在ELL和ETL之间再加一层HBL，以阻止空穴过快越过ELL而进入ETL猝灭（因为空穴的迁移率高于电子的迁移率）。这种方法可以提高发光效率。同时，为使三态激子参与发光，发光层可以由数层有机磷光掺杂层与荧光掺杂层交迭而成，利用磷光材料轨道角动量大，使三态激子发磷光，再通过有机荧光层转换为荧光，从而提高了发光效率。

为了实现彩色OLED，可以在几个方面着手。最初采用的Alq3发出的是绿光。而采用不同的有机发光聚合物可以发出不同颜色的光。还有一种方法是采用掺杂荧光材料以得到各种不同的颜色。而荧光材料还可以改善器件的发光效率，使谱线变窄。有了不同颜色的发光二极管以后，下一个问题就是如何组成一个红绿蓝的像素。美国普林斯顿大学的研究小组开发出一种图形控制扩散法，可以将红绿蓝三色的OLED集成在同一基底上。

概括来说，材料和工艺的多样性让OLED有多种途径可以实现彩色显示。最典型的有如下六种方式：
（1）不同材料发出红、绿、蓝三色，像CRT显示一样，由三色像素拼接成一个彩色像素，因为可以和LCD的某些制造工艺兼容，这是目前最常用的方法。
（2）采用发出白光的材料，像LCD显示一样，通过三色滤色片形成彩色像素；这种方法可以在发光器上涂上多层染料，这样它就会发出白光。用在LCD上类似的彩色滤光片能够制造出红、绿、蓝三像素，这些滤光片能放置在单独的平板上，利用影印成像法，覆盖在白色发射器阵列上。这是最简单的生产彩色OLED显示器的办法，但是因为只有三分之一的白光能通过彩色滤光器，因此这种方法会浪费一些光能。
（3）采用特殊的材料，能够在不同的驱动电压下显示不同的色彩。
（4）使用发出蓝色光线的材料，再激发荧光物质发出各种色彩的光线。利用荧光和变色装置，或者用传播介质来代替滤光片来获得彩色的办法更好一些。这时，蓝光发射器就派上了用场，蓝光通过变色介质（CCM）后变成绿光或者红光。如果这种变色介质的转换能力强的话，这种办法对光线的利用率比使用滤光片更高。
（5）激光共振方式。
（6）将红、绿、蓝三色发光膜重迭起来，构成彩色像素。

OLED新进展

OLED已经从早期的单色显示屏发展为彩色显示屏，应用已经从开始的手机副屏、MP3显示屏和汽车音响显示屏发展为今天的MP4和手机主屏，以及数码相机和摄录机的显示屏，因为OLED在阳光下的显示性能远远比LCD屏好。

在技术层面，OLED仍处于高速发展之中。一方面要不断提高其性能，另一方面还要使其批量生产设备能够标准化，以进一步降低成本。在性能方面，主要要提高其寿命和提高亮度。另外，OLED要想抢占平板显示市场份额，必须进入大尺寸面板领域，可以说，面板尺寸大型化是OLED应用的必然趋势。目前，唯一将AMOLED进行量产的公司只有三星SDI。

随后，Sony也推出了OLED显示器，并宣示要在2007年底推出小尺寸的OLED屏幕与电视产品。Sony的OLED显示器放弃采用玻璃基板，而改用可挠式塑胶软模板，能够使产品的重量减轻，厚度更薄，并可自由地弯曲，并能继续播放影片。Sony指出，新产品的面板厚度仅为0.3cm，尺寸为2.5吋，解析度为80ppi，画面大小为160 x 120，对比达到1000:1，重量仅仅只有1.5g，显示的颜色数量可达1677万色。

Universal Display Corp.(UDC)最近发布了一系列新进展，包括得到改善的磷光OLED（PHOLED）材料的蓝光器件。时至今日，制备高效率的蓝光器件依然是一个挑战。但UDC的一种蓝光材料具有30cd/A的效率；在200cd/m2的亮度下，寿命为100，000小时；其在效率上更是提高了50%。UDC联合PaloAltoResearchCenter(PARC)发布了一款低温多晶硅（LTPS）不锈钢基板的柔性OLED显示器，其分辨率为100ppi。