I.2.1.1 OLED đơn lớp polymer
Linh kiện OLED đơn lớp là đơn giản nhất (Hình I-30), có cấu tạo bao gồm một lớp vật liệu hữu cơ nằm kẹp giữa hai điện cực. Chức năng của anốt là cung cấp các lỗ trống điện tích dương và vật liệu trong suốt dẫn điện thường sử dụng làm anốt là ITO. Điện cực catốt cung cấp điện tử cho lớp hữu cơ. Các hạt tải electron và lỗ trống được phun vào lớp hữu cơ phát quang mỏng, ở trong đó chúng sẽ hình thành các exciton. Các trạng thái đơn và bội ba của các exciton có ảnh hưởng và làm giới hạn hiệu suất lượng tử của linh kiện.
Hình I-30: Cấu hình OLED đơn lớp.
Do các chuỗi polymer sắp xếp hỗn độn trong vật liệu hữu cơ, rất khó để dẫn các hạt tải đến vùng phát, nơi hình thành exciton. Một vấn đề khó khăn khác liên quan đến linh kiện đơn lớp là các hạt tải có khuynh hướng tích tụ tại một trong các điện cực và tạo nên các vùng điện tích không gian ngăn cản quá trình phun electron và lỗ trống . Hơn nữa nếu exciton được hình thành gần điện cực kim loại, quá trình “dập tắt” sẽ phá hủy các exciton [21]. Giả sử các mức năng lượng của catốt và anốt được chỉnh chính xác với các mức phân tử của lớp hữu cơ thì sự hoán chuyển của các điện tử và lỗ trống cũng không cân bằng. Hạt tải trội hơn (có độ linh động cao hơn) có thể truyền qua toàn bộ cấu trúc diode mà không tái hợp với hạt tải tích điện trái dấu. Kết quả là chúng tái hợp ở điện cực đối, dẫn đến hiệu suất phát quang giảm.