有機發光二極體 （Organic Light-Emitting Diodes）

有機發光二極體 （Organic Light-Emitting Diodes）
國立彰化師範大學光電科技研究所張淑貞碩士生/國立彰化師範大學物理學系洪連輝教授責任編輯

有機發光二極體(organic light-emitting diodes, OLED)中最簡單的構造就是將發光層(即有機材料)夾在兩個電極之間，像三明治形狀，而基板為與發光機制無關的玻璃，是用來當支撐的。此結構與發光二極體(Light-Emitting Diode, LED)的結構很像，LED一般結構為陽極n型半導體、活性層、p型半導體陰極。

對LED而言，材料多半是III-V族的化合物，但對OLED來說，結構所使用的材料皆是有機化合物，除了電極用金屬外。而在兩個電極加電壓，則與LED機制類似，LED是使電子電洞注入活性層，而OLED則是使電子和電洞注入有機層中。有機發光二極體的結構和發光二極體極為相似，但OLED的電子電洞傳導機制並不像LED一樣是連續的。

從物理觀點來看，在OLED中，由於電荷不以電子或電洞方式存在有機分子中，而載子的位置會伴隨化學鍵的長度和結構變形，因此電子或電洞會加上一個變形的區域移動，電子或電洞加上一個變形區域此機制稱為偏極子(polaron)。在有機半導體裡面，電子和電洞的移動率會比無機半導體來得小。以化學觀點而言，有機物在陽極的介面中被氧化，視為奪取電子，而在陰極的介面上進行著還原反應，則視為供給電子。因此被注入的電子電洞就藉由氧化還原反應在分子之間進行跳躍（hopping）方式，朝著電極移動。而電子與電洞最後會到達發光層，進行再結合，因此有機分子的電子狀態會先從基態獲得能量，而成為較高的激發態。由於激發態不穩定，很快的就會再回到基態，這時候便會將能量釋放出來而發光。由與此機制是利用電流強制引起這種發光現象，所以又稱為有機EL(Electro Luminescence)。這個機制和螢火蟲發光是相同的，而螢火蟲是利用化學反應提供能量，與OLED利用電流方式不同。

參考資料：白光有機發光二極體之結構設計與光電特性分析　溫健揚　彰化師範大學藍光實驗室