info@panadisplay.com
Organska svjetlosna dioda (OLED)

Organska svjetlosna dioda (OLED)

Apr 25, 2017

OLED


QQ 截图 20170425103234.jpg


Prototipni OLED rasvjetni paneli


QQ 截图 20170425103319.jpg


Demonstracija fleksibilnog OLED uređaja


Organska dioda koja emitira svjetlost (OLED) je svjetleća dioda (LED) u kojoj je emitivni elektroluminiscentni sloj film organskog spoja koji emitira svjetlost kao odgovor na električnu struju. Ovaj se sloj organskog poluvodiča nalazi između dvije elektrode; Obično, barem jedna od ovih elektroda je prozirna. OLED-ovi se koriste za stvaranje digitalnih zaslona u uređajima poput televizijskih zaslona, monitora računala, prijenosnih sustava kao što su mobilni telefoni, ručne konzole za igre i PDA uređaji. Glavno područje istraživanja je razvoj bijelih OLED uređaja za uporabu u svjetlosnoj primjeni.


Postoje dvije glavne obitelji OLED-a: one koje se temelje na malim molekulama i onima koji koriste polimere. Dodavanje mobilnih iona na OLED stvara elektrokemijsku ćeliju koja emitira svjetlost (LEC) koja ima malo drugačiji način rada. OLED zaslon može se upravljati pomoću kontrolne sheme pasivne matrice (PMOLED) ili aktivne matrice (AMOLED). U PMOLED shemi, svaki redak (i redak) na zaslonu se kontrolira jedan po jedan, a AMOLED kontrolor koristi tankasti filmski stražnji plan koji izravno pristupa i prebacuje svaki pojedini piksel, što omogućuje veću razlučivost i veću Veličine zaslona.


OLED zaslon radi bez pozadinskog osvjetljenja; Tako može prikazati duboke crne razine i može biti tanji i lakši od zaslona tekućeg kristala (LCD). U uvjetima slabog ambijentalnog osvjetljenja (kao što je tamna soba), OLED zaslon može postići veći omjer kontrasta od LCD zaslona, bez obzira na to koristi li LCD fluorescentne svjetiljke hladne ili LED pozadinsko osvjetljenje.



Povijest

André Bernanose i suradnici na Nancy-Universitéu u Francuskoj prva su zapažanja o elektroluminiscenciji u organskim materijalima početkom 1950-ih. Primili su velike izmjenične napone u zraku na materijale kao što su akridin narančasta, bilo pohranjena ili otopljena u celuloznim ili celofanskim tankim filmovima. Predloženi mehanizam bilo je izravna uzbudljivost molekula boja ili ekscitacija elektrona.


Godine 1960. Martin Pope i neki njegovi suradnici na Sveučilištu u New Yorku razvili su omični kontakt s magnetskim ubrizgavanjem organskih kristala. Nadalje su opisali potrebne energetske zahtjeve (radne funkcije) za rupice i elektronske kontakte ubrizgavanja elektrona. Ti su kontakti temelj za ubrizgavanje punjenja u svim modernim OLED uređajima. Papaova grupa također je prvo promatrala elektroluminiscenciju istosmjerne struje (DC) pod vakuumom na jednom čistom kristalu antracena i na antracenskim kristalima dopiranim s tetracenom u 1963 koristeći malu površinu srebrne elektrode na 400 volti. Predloženi mehanizam bio je ubrzani elektronski ekscitacija molekularne fluorescencije.


Papaova skupina izvijestila je 1965. da je u nedostatku vanjskog električnog polja elektroluminiscencija u antracenskim kristalima uzrokovana rekombiniranjem termiiziranog elektrona i rupa, te da je razina antracena provođenja veća u energiji nego na razini ekscitacijske energije. Također 1965. godine W. Helfrich i WG Schneider iz Nacionalnog vijeća za istraživanje u Kanadi prvi put su u antracenskom jednodjelnom kristaliziranom elektroluminescenciji inkorporirali elektroluminescenciju pomoću rupica i elektronskih ubrizgavajućih elektroda, preteča modernih uređaja s dvostrukim ubrizgavanjem. Iste su godine istraživači tvrtke Dow Chemical patentirao metodu pripreme elektroluminiscentnih stanica pomoću visokonaponskih (500-1500 V) AC-pogonjenih (100-3000 Hz) električno izoliranih 1 milimetara tankih slojeva rastopljenog fosfora koji se sastoji od antracenskog praha u prahu, Tetracena i grafitnog praha. Njihov predloženi mehanizam uključivao je elektronsku ekscitaciju na kontaktima između grafitnih čestica i antracenskih molekula.


Roger Partridge napravio je prvo promatranje elektroluminiscencije iz polimernih filmova u Nacionalnom fizikalnom laboratoriju u Velikoj Britaniji. Uređaj se sastojao od filma poli (N-vinilkarbazola) do debljine 2.2 mikrometara koji se nalazi između dvije elektrode za ubrizgavanje naboja. Rezultati projekta su patentirani 1975. godine [16] i objavljeni 1983. godine.


Prvi praktični OLED-ovi

Američki fizikalni kemičar Ching W. Tang i njegov suradnik Steven Van Slyke u Eastmanu Kodak iz Hong Konga sagradili su prvi praktični OLED uređaj 1987. godine. To je bila revolucija tehnologije. Ovaj je uređaj koristio novu dvoslojnu strukturu s odvojenim transportnim slojem i slojevima koji prevode elektrone tako da se rekombinacija i emisija svjetlosti pojavljuju usred organskog sloja; To je rezultiralo smanjenjem radnog napona i poboljšanjem učinkovitosti.


Istraživanja polimerne elektroluminiscencije kulminirala su 1990. godine s JH Burroughes i sur. U Cavendish Laboratoriju u Cambridgeu koji izvještava o visokom učinku na polimeru koji emitira zeleno svjetlo pomoću 100 nm debelih filmova poli (p-fenilen vinilena).


Universal Display Corporation posjeduje većinu patenata vezanih uz komercijalizaciju OLED-ova.


Princip rada


QQ 截图 20170425103350.jpg


Shema dvoslojnog OLED-a: 1. Katoda (-), 2. Emisijski sloj, 3. Emisija zračenja, 4. Vodljivi sloj, 5. Anoda (+)


Tipično OLED se sastoji od sloja organskog materijala koji se nalazi između dvije elektrode, anode i katode, a sve su pohranjene na podlozi. Organske molekule su električki vodljive kao posljedica delokalizacije pi elektrona uzrokovanih konjugacijom preko dijela ili cijele molekule. Ovi materijali imaju razinu vodljivosti u rasponu od izolatora do vodiča, te se stoga smatraju organskim poluvodičima. Najviše zauzet i najniži prazni molekularni orbitali (HOMO i LUMO) organskih poluvodiča su analogni valenciji i vodičima anorganskih poluvodiča.


Izvorno, najosnovniji polimerni OLED sastoji se od jednog organskog sloja. Jedan primjer bio je prvi uređaj za emitiranje svjetlosti koji je sintetizirala JH Burroughes i sur., Koja uključuje jedan sloj poli (p-fenilen vinilena). Međutim, višeslojni OLED-ovi mogu se proizvesti s dva ili više slojeva kako bi se poboljšala učinkovitost uređaja. Osim vodljivih svojstava, mogu se odabrati različiti materijali koji pomažu ubrizgavanju naboja na elektrodama osiguravajući postupniji elektronički profil ili blokirati naboj do postizanja suprotne elektrode i izgubiti. Mnogi moderni OLED sadrže jednostavnu dvoslojnu strukturu, koja se sastoji od vodljivog sloja i emitivnog sloja. Noviji razvoj OLED arhitekture poboljšava kvantnu učinkovitost (do 19%) pomoću stupnjevanog heterojuna. U stupnjevitoj heterojunkturnoj arhitekturi, sastav rupa i materijala za transport elektrona varira kontinuirano u emisijskom sloju s dopanerskim odašiljačem. Ocjenjivan heterojunction arhitektura kombinira prednosti obje konvencionalne arhitekture poboljšanjem ubrizgavanja naboja dok istodobno balansira transport naboja unutar emitivne regije.


Tijekom rada, preko OLED-a primjenjuje se napon tako da je anoda pozitivna s obzirom na katodu. Anode su odabrane na temelju kvalitete njihove optičke transparentnosti, električne vodljivosti i kemijske stabilnosti. Elektronska struja teče kroz uređaj od katode do anode, jer se elektroni ubrizgavaju u LUMO organskog sloja na katodi i povuku iz HOMO na anodu. Ovaj potonji postupak može se također opisati kao ubrizgavanje elektronskih otvora u HOMO. Elektrostatske sile privlače elektrone i rupice jedna prema drugoj, te se rekombiniraju formiraju uzbudu, vezano stanje elektrona i rupa. To se događa bliže emisijskom sloju, jer su u organskim poluvodičkim rupama općenito mobilnije od elektrona. Propadanje ove uzbuđene države rezultira opuštanjem energetske razine elektrona, praćeno emisijom zračenja čija je frekvencija u vidljivoj regiji. Učestalost ovog zračenja ovisi o pojasu trake materijala, u ovom slučaju razlika u energiji između HOMO i LUMO.


Budući da su elektroni i rupice fermioni s pola cjelobrojnog spina, uzbuđenje može biti bilo u singletnom stanju ili tripletnom stanju ovisno o tome kako se spinovi elektrona i rupa kombiniraju. Statistički će se stvoriti tri triplet excitons za svaki singlet excetus. Propadanje iz tripletnih stanja (fosforescencija) spin je zabranjeno, povećavajući vremensko ograničenje prijelaza i ograničavajući unutarnju učinkovitost fluorescentnih naprava. Fosfororescentne organske svjetlosne diode koriste spin-orbit interakcije kako bi olakšale međusustavno prijelaz između singletnih i tripletnih stanja, čime se dobivaju emisije iz singleta i tripleta i poboljšavaju unutarnju učinkovitost.


Anodni materijal se obično koristi kao indijski ketooksid (ITO). Prozirno je na vidljivo svjetlo i ima visoku radnu funkciju koja potiče ubrizgavanje rupa u HOMO razinu organskog sloja. Tipični vodljivi sloj može se sastojati od PEDOT: PSS kao HOMO razina ovog materijala općenito leži između radne funkcije ITO i HOMO drugih uobičajenih polimera, smanjujući energetske barijere za ubrizgavanje. Metali poput barija i kalcija se često koriste za katodu jer imaju niske funkcije rada koje potiču injektiranje elektrona u LUMO organskog sloja. Takvi su metali reaktivni, pa im je potreban gornji sloj aluminija kako bi se izbjegla degradacija.


Eksperimentalna istraživanja dokazala su da svojstva anode, posebno topografija sučelja HTTP (anode / hole transport layer, HTL) igraju važnu ulogu u učinkovitosti, performansi i vijeka trajanja organskih dioda. Nepravilnosti na površini anode smanjuju adheziju anodno-organskog filmskog sučelja, povećavaju električnu otpornost i omogućuju učestalije stvaranje ne emisivnih tamnih mrlja na OLED materijalu koji negativno utječu na životni vijek. Mehanizmi za smanjenje hrapavosti anode za ITO / staklene podloge uključuju uporabu tankih filmova i samonastavljenih monoslojeva. Također se razmatraju alternativni supstrati i anodni materijali koji povećavaju OLED performanse i vijek trajanja. Mogući primjeri uključuju jednofazne safirske podloge tretirane zlatnim (Au) filmskim anodama koje daju niže radne funkcije, radne napone, vrijednosti električnih otpora i povećava životni vijek OLED-a.


Uređaji s jednostrukim nosačem obično se koriste za proučavanje kinetike i mehanizme transportnog naboja organskog materijala i mogu biti korisni prilikom ispitivanja procesa prijenosa energije. Budući da se struja kroz uređaj sastoji od samo jedne vrste nosača punjenja, bilo elektrona ili rupa, rekombinacija se ne pojavljuje niti se emitira svjetlost. Na primjer, uređaji koji se koriste samo elektronima mogu se dobiti zamjenom ITO s donjim radnim metalom koji povećava energetsku prepreku ubrizgavanja. Slično tome, mogu se napraviti samo rupice pomoću katode izrađene isključivo od aluminija, što dovodi do prevelike energetske prepreke za učinkovito injektiranje elektrona.


Platna bilanca

Potrebno je uravnoteženo ubrizgavanje i prijenos prijenosa kako bi se postigla visoka unutarnja učinkovitost, čista emisija slojem osvjetljenja bez kontaminirane emisije iz slojeva za transport i visoku stabilnost. Zajednički način uravnoteženja napajanja optimizira debljinu slojeva koji troše naboj, no teško je kontrolirati. Drugi je način korištenja exciplexa. Exciplex nastaje između transportnih (p-tipa) i elektronskih (n-tipa) bočnih lanaca za lokaliziranje parova elektronske rupice. Energija se zatim prenosi u luminofor i osigurava visoku učinkovitost. Primjer upotrebe exciplex je cijepljenje Oxadiazolne i karbazolne bočne jedinice u crvenom diketopirroliprol-dopiranom kopolimernom glavnom lancu pokazuju poboljšanu vanjsku kvantnu učinkovitost i čistoću boje bez optimiziranog OLED-a.


Materijalne tehnologije

Male molekule


QQ 截图 20170425103413.jpg

Alq3, obično korišten u malim molekulama OLED-a

Učinkovita OLED-ova pomoću malih molekula najprije je razvila dr. Ching W. Tang i sur. Kod Eastmana Kodaka. Izraz OLED tradicionalno se posebno odnosi na ovu vrstu uređaja, iako je termin SM-OLED također u upotrebi.


Molekule koje se uobičajeno koriste u OLED-ovima uključuju organometalni kelati (na primjer Alq3, koji se koriste u organskom rasvjetnom tijelu koji su izvijestili Tang i sur.), Fluorescentne i fosforescentne boje i konjugirane dendrimere. Za svojstva prijenosa naboja koriste se brojni materijali, na primjer trifenilamin i derivati se obično koriste kao materijali za slojeve za transport rupa. Fluorescentne boje mogu se odabrati da se dobije svjetlosna emisija na različitim valnim duljinama, a često se koriste spojevi kao što su perilen, rubreni i kvinacridonski derivati. Alq3 je korišten kao zeleni odašiljač, materijal za prijenos elektrona i kao domaćin žutih i crvenih boja koje emitiraju.


Proizvodnja uređaja i zaslona malih molekula obično uključuje toplinsko isparavanje u vakuumu. Time je proizvodni proces skuplji i ograničen je za uređaje velikih površina, od ostalih tehnika obrade. Međutim, suprotno sredstvima na bazi polimera, postupak taloženja vakuuma omogućuje stvaranje dobro kontroliranih, homogenih filmova i izgradnju vrlo složenih višeslojnih struktura. Ova visoka fleksibilnost u dizajnu sloja, omogućujući stvaranje posebnih naboja i blokiranja blokova naboja, glavni je razlog za visoku učinkovitost malih molekula OLED-ova.


Dokazana je koherentna emisija iz smotnje smještene u tandem SM-OLED uređaju, uz uzbuđeni pulsni režim. Emisija je skoro difrakcija ograničena spektralnom širinom sličnom onoj širokopojasnih lasera.


Istraživači su objavili luminescenciju iz jedne polimerne molekule, koja predstavlja najmanju moguću organsku diodu za organsku rasvjetu (OLED). Znanstvenici će moći optimizirati tvari za proizvodnju snažnije emisije svjetlosti. Konačno, ovaj je rad prvi korak ka stvaranju komponenata veličine molekula koje kombiniraju elektronička i optička svojstva. Slične komponente mogu poslužiti kao osnova za molekularno računalo.

QQ 截图 20170425103433.jpg


Polimerna svjetlosna dioda


QQ 截图 20170425103433.jpg


Poli (p-fenilen vinilen), upotrijebljen u prvom PLED


Polimerna svjetlosna dioda (PLED), također polimerima koji emitiraju svjetlost (LEP), uključuju elektroluminiscentni vodljivi polimer koji emitira svjetlost kada je spojen na vanjski napon. Koriste se kao tanki film za prikaz boja s punim spektrom. Polimerni OLED-ovi su vrlo učinkoviti i zahtijevaju relativno malu količinu energije za količinu proizvedene svjetlosti.


Vakuumsko taloženje nije prikladan postupak za formiranje tankih filmova polimera. Međutim, polimeri se mogu obraditi u otopini, a premazivanje spina je uobičajena metoda taloženja tankih polimernih filmova. Ova metoda prikladnija je za formiranje filmova velikih površina od toplinskog isparavanja. Nije potreban vakuum, a emisijski materijali mogu se nanijeti i na podlogu tehnikom izvedenom iz komercijalnog tintnog ispisa. Međutim, budući da primjena naknadnih slojeva teži otapanju onih koji su već prisutni, takve metode teško je formiranje višeslojnih struktura. Metalna katoda još uvijek treba da se taloži toplinskim isparavanjem u vakuumu. Alternativna metoda za vakuumsko taloženje je pohranjivanje Langmuir-Blodgett filma.


Tipični polimeri koji se koriste u objašnjenim prikazima uključuju derivate poli (p-fenilen vinilena) i polifluorena. Zamjena bočnih lanaca na polimerni okosnicu može odrediti boju emitirane svjetlosti ili stabilnost i topljivost polimera radi izvedbe i lakoće prerade. Dok je nesupstituirani poli (p-fenilen vinilen) (PPV) obično netopljiv, niz PPV I srodni poli (naftalen-vinilen) (PNV) koji su topljivi u organskim otapalima ili vodi pripremljeni su polimerizacijom metateze otvaranja prstena. Ti vodotopivi polimeri ili konjugirani polielektroliti (CPE) također se mogu koristiti kao slojevi za ubrizgavanje rupa sami ili u kombinaciji s nanočesticama poput grafena.


Fosforne tvari


QQ 截图 20170425103501.jpg


Ir (mppy) 3, fosforescentni dopain koji emitira zeleno svjetlo.


Fosfororescentne organske svjetlosne diode koriste načelo elektrofosforcencije kako bi pretvorili električnu energiju u OLED u svjetlo na vrlo učinkovit način, s unutarnjom kvantnom učinkovitosti takvih uređaja približavajući se 100%.


Tipično, polimer kao što je poli (N-vinilkarbazol) koristi se kao materijal domaćin, pri čemu se organometalni kompleks doda kao dodaci. Iridijev kompleksi kao što je Ir (mppy) 3 trenutno su fokus istraživanja, iako su korišteni i kompleksi na temelju drugih teških metala kao što je platina.


Teški metalni atom u središtu ovih kompleksa pokazuje snažnu spin-orbitu spajanje, olakšavajući međusustavni prijelaz između singleta i tripleta. Korištenjem ovih fosforescentnih materijala, i ekscitacije singleta i tripleta mogu se radijalno propadati, pa time poboljšavaju interne kvantne učinkovitosti uređaja u usporedbi sa standardnim zahtjevima gdje će samo singletna stanja doprinijeti emisiji svjetlosti.


Primjena OLED-a u osvjetljenju čvrstog stanja zahtijeva postizanje visoke svjetline s dobrim CIE koordinatama (za bijelu emisiju). Korištenje makromolekularnih vrsta poput poliedarnih oligomernih silsesquioxana (POSS) u kombinaciji s primjenom fosforescentnih vrsta kao što je Ir za tiskane OLED-ove pokazale su svjetlinu do 10.000 cd / m2.


Arhitekture uređaja

Struktura

Dno ili top emisija

Donja ili gornja razlika ne odnosi se na usmjerenje OLED zaslona, već u smjeru koji emitira svjetlost izlazi iz uređaja. OLED uređaji se klasificiraju kao uređaji s donjom emisijom, ako emitirani svjetlost prolazi kroz prozirnu ili poluprozirnu donju elektrodu i podlogu na kojoj je ploča proizvedena. Top emisijski uređaji klasificiraju se ovisno o tome da li svjetlost emitirana iz OLED uređaja izlazi kroz poklopac koji se dodaje nakon izrade uređaja. Top emitirani OLED-ovi bolje su prilagođeni aplikacijama s aktivnom matricom jer se mogu lakše integrirati s netransparentnim pozadinskim transistorom. TFT polje pričvršćeno na dno supstrat na kojem su proizvedeni AMOLED obično je netransparentan, što je rezultiralo znatnim blokiranjem prenesenog svjetla ako je uređaj slijedio shemu emisije dna.

Prozirni OLED-ovi

Transparentni OLEDs upotrebljavaju transparentne ili polu-transparentne kontakte s obje strane uređaja kako bi se stvorili zasloni koji mogu biti postavljeni na gornji i donji dio (transparentni). TOLED-ovi mogu uvelike poboljšati kontrast, što olakšava gledanje zaslona na jakoj sunčevoj svjetlosti. Ova se tehnologija može koristiti u glavnim zaslonima, pametnim prozorima ili povećanim stvarnim aplikacijama.

Gradirano heterojunction

Gradirani heterojunction OLED-ovi postupno smanjuju omjer rupa od elektrona do kemikalija za transport elektrona. To je gotovo dvostruko kvantna učinkovitost postojećih OLED-ova.

Slojevi OLED-a

Složeni OLED-ovi koriste pikselnu arhitekturu koja zalijepi crvene, zelene i plave podpiksele jedan iznad drugog, umjesto jedan pored drugog, što dovodi do značajnog povećanja dubine i dubine boja te uvelike smanjuje razmak piksela. Trenutačno, druge tehnologije prikaza imaju RGB (i RGBW) piksele međusobno mapirane, smanjujući potencijalnu razlučivost.

Inverzni OLED

Za razliku od konvencionalnog OLED-a, u kojemu je anoda postavljena na podlogu, Invertirani OLED koristi dnu katodu koja se može spojiti na odvodni kraj n-kanalnog TFT-a, posebno za niske troškove amorfnog TFT stražnje ploče silicija korisnog u Proizvodnja AMOLED zaslona.

Tehnike oblikovanja

Uzorci organskih emitiranih svjetlosti koriste svjetlosni ili topli elektroaktivni sloj. U tom sloju je uključen latentni materijal (PEDOT-TMA) koji nakon aktivacije postaje vrlo učinkovit kao sloj za ubrizgavanje rupa. Koristeći ovaj postupak, mogu se pripremiti uređaji koji emitiraju svjetlost s proizvoljnim uzorcima.


Modeliranje boja može se postići pomoću lasera, poput prijenosa sublimacije izazvanog zračenjem (RIST).


Organsko ispiranje s parnim mlazom (OVJP) koristi inertni nosač plin, kao što je argon ili dušik, za prijenos isparenih organskih molekula (kao kod taloženja organskih parnih faza). Plin se protjeruje kroz mikrometarsku mlaznicu ili mlaznicu blizu supstrata kako se prevodi. To omogućuje ispisivanje proizvoljnih višeslojnih uzoraka bez upotrebe otapala.


Konvencionalni OLED zasloni oblikovani su isparavanjem toplinske pare (VTE) i oblikovani su sjenilom. Mehanička maska ima otvore koji omogućuju da para prođe samo na željeno mjesto.


Kao i taloženje materijala s tintnim tintom, inkjet jetkanje (IJE) nanosi precizne količine otapala na supstrat dizajniran da selektivno otapa supstratni materijal i potiče strukturu ili uzorak. Inkjet jetkanje polimernih slojeva u OLED-ovima može se koristiti za povećanje ukupne učinkovitosti izvan okretanja. U OLED-ovima, svjetlost proizvedena iz emitivnih slojeva OLED-a djelomično se prenosi iz uređaja i djelomično je zarobljena unutar uređaja pomoću ukupnog unutarnjeg refleksije (TIR). Ova zarobljena svjetlost vodi valom duž unutarnjeg dijela uređaja dok ne dođe do ruba gdje se raspršuje apsorpcijom ili emisijom. Inkjet jetkanje se može koristiti za selektivno mijenjanje polimernih slojeva OLED struktura radi smanjenja ukupnog TIR i povećanja učinkovitosti izvan-povezivanja OLED-a. U usporedbi s neželjenim polimernim slojem, strukturirani polimerni sloj u OLED strukturi iz procesa IJE pomaže smanjiti TIR OLED uređaja. IJE otapala su obično organski umjesto vodene baze zbog njihove ne-kisele prirode i sposobnosti da učinkovito otapaju materijale pri temperaturi ispod vrelišta vode.


Tehnologije backplane

Za prikaz visoke razlučivosti poput TV prijemnika, potreban je TFT backplane za pravilno pokretanje piksela. Trenutačno se za komercijalne AMOLED zaslone koristi niskotemperaturni polikristalni silikon (LTPS) - tankoslojni tranzistor (TFT). LTPS-TFT ima varijaciju izvedbe na zaslonu, pa su prijavljeni različiti kompenzacijski sklopovi. Zbog ograničenja veličine eksimera koji se koristi za LTPS, veličina AMOLED bila je ograničena. Kako bi se borila s preprekom koja se odnosi na veličinu panela, zabilježeni su amorfni silicij / mikrokristalinični silicijski stražnji planovi s velikim demonstracijama prototipa zaslona.


izmišljotina

Transfer-printing je nova tehnologija za učinkovito povezivanje velikog broja paralelnih OLED i AMOLED uređaja. Koristi prednost standardnog taloženja metala, fotolitografije i graviranja radi stvaranja oznaka poravnanja obično na staklu ili drugim podlogama uređaja. Primjenjuju se tankoslojni slojevi tankog polimera za povećanje otpornosti na čestice i površinske defekte. Mikroskupni IC-ovi se prenesu na ljepljivu površinu, a zatim peče za potpuno stvrdnjavanje adhezivnih slojeva. Dodatni fotosenzibilni polimerni sloj se nanosi na podlogu kako bi se uzela u obzir topografija uzrokovana tiskanim IC-ima, ponovno uvodeći ravnu površinu. Fotolitografija i jetkanje uklanjaju neke polimerne slojeve kako bi se otkrili vodljivi jastučići na IC. Nakon toga se anodni sloj nanosi na stražnju ploču uređaja kako bi se formirao donja elektroda. OLED slojevi naneseni su na sloj anoda s konvencionalnim taloženjem pare i prekriveni vodljivim slojem metalne elektrode. Od 2011. prijenosni tisak je mogao ispisivati na ciljne podloge do 500 mm x 400 mm. Ograničenje ove veličine treba proširiti za prijenosni ispis kako bi postalo uobičajen proces za izradu velikih OLED / AMOLED zaslona.


prednosti


QQ 截图 20170425103521.jpg


Demonstracija 4,1 "prototipa fleksibilnog zaslona tvrtke Sony


Niže troškove u budućnosti

OLED se može tiskati na bilo koji prikladni podlogu pomoću inkjet pisača ili čak i sitotiskom, teoretski, što ih čini jeftinijim za proizvodnju od LCD ili plazma zaslona. Međutim, izrada OLED supstrata trenutno je skuplji od TFT LCD-a, sve dok se metode proizvodnje masnoće ne smanje troškovi skalabilnosti. Metode odlaganja pare na valove za organske uređaje omogućuju masovnu proizvodnju tisuća uređaja po minuti za minimalne troškove; Međutim, ova tehnika također uzrokuje probleme: uređaji s višestrukim slojevima mogu biti izazovno zbog registracije - poravnavanje različitih tiskanih slojeva do traženog stupnja točnosti.

Lagane i fleksibilne plastične podloge

OLED zasloni mogu biti izrađeni na fleksibilnim plastičnim podlogama, što dovodi do moguće izrade fleksibilnih organskih svjetlosnih dioda za druge nove primjene, kao što su roll-up prikazi ugrađeni u tkanine ili odjeću. Ako se može koristiti podloga kao što je polietilen tereftalat (PET), zasloni mogu biti proizvedeni jeftino. Nadalje, plastične podloge otporne su na udarce, za razliku od staklenih zaslona koji se koriste u LCD uređajima.

Bolja kvaliteta slike

OLED-ovi omogućuju veći omjer kontrasta i širi kut gledanja u odnosu na LCD, jer OLED pikseli izravno emitiraju svjetlost. Nadalje, boje OLED piksela prikazuju se ispravno i neprekidno, čak i kad se kut gledanja približi 90 stupnjeva od normalne.

Bolja učinkovitost i debljina

LCD-ovi filtriraju svjetlost emitiranu iz pozadinskog osvjetljenja, omogućujući mali dio svjetlosti. Dakle, ne mogu prikazati pravu crnu. Međutim, neaktivni OLED element ne proizvodi svjetlo ili troši energiju, čime se omogućavaju pravi crni. Uklanjanje pozadinskog osvjetljenja također olakšava OLED jer neki podlogi nisu potrebni. Kada gledate OLED-ove visoke emisije, debljina također igra ulogu kada govorimo o slojevima indeksa indeksa (IML-ova). Intenzitet emisije je poboljšan kada debljina IML iznosi 1,3-2,5 nm. Vrijednost loma i podudaranje optičkog IML svojstva, uključujući parametre strukture uređaja, također povećavaju intenzitet emisije pri tim debljinama.

Vrijeme odziva

OLED-ovi također imaju puno brže vrijeme odziva nego LCD. Koristeći tehnologije kompenzacije vremena odziva, najbrži moderni LCD-ovi mogu postići brzinu odziva od samo 1 ms za njihov najbrži prijelaz u boji i sposobni su za frekvencije osvježavanja čak i do 240 Hz. Prema LG-u, vrijeme odgovora OLED-a je do 1000 puta brže od LCD-a, stavljajući konzervativne procjene ispod 10 μs (0,01 ms), što bi teoretski moglo prilagoditi frekvencije osvježavanja približavajući se 100 kHz (100,000 Hz). Zbog iznimno brzog vremena odziva, OLED zasloni mogu se lako dizajnirati tako da se mogu projicirati, stvarajući učinak sličan CRT treperi kako bi se izbjeglo ponašanje uzoraka i zadržavanja vidljivo na oba LCD zaslona i na nekim OLED zaslonima što stvara percepciju Zamućenje pokreta.


Nedostaci


QQ 截图 20170425105126.jpg


LEP (polimer koji emitira svjetlost) koji pokazuje djelomični kvar



QQ 截图 20170425105140.jpg


Stari OLED zaslon koji pokazuje trošenje


Životni vijek

Najveći tehnički problem za OLED bio je ograničeni vijek trajanja organskih materijala. Jedno 2008 tehničko izvješće o ploči OLED televizora pokazalo je da "nakon 1.000 sati plava svjetlina je degradirana za 12%, crveno za 7% i zeleno za 8%". Posebno, plavi OLED-ovi povijesno su imali vijek trajanja od oko 14.000 sati na pola originalne svjetlosti (pet godina na 8 sati dnevno) kada se koriste za flat-panel zaslone. To je niže od tipičnog vijeka trajanja LCD, LED ili PDP tehnologije. Svaki je trenutno ocijenjen za oko 25.000 do 40.000 sati do pola svjetlosti, ovisno o proizvođaču i modelu. Degradacija se događa zbog nakupljanja nonradioidnih rekombinacijskih centara i luminescentnih gašenja u emisijskoj zoni. Rečeno je da se kemijska razgradnja poluvodiča javlja u četiri koraka: 1) rekombinaciju nabojnih nosača kroz apsorpciju UV svjetla, 2) homolitske disocijacije, 3) naknadne reakcije radikalne adicije koje čine π radikale, i 4) nerazmjer između dva Radikale koji rezultiraju reakcijama prijenosa vodikovih atoma. Međutim, neki zasloni proizvođača imaju za cilj povećati životni vijek OLED zaslona, gurajući očekivani život u odnosu na LCD zaslone poboljšavajući iskorištavanje svjetla, čime se postigao istu svjetlinu pri nižoj struji pogona. U 2007. kreirali su se eksperimentalni OLED-ovi koji mogu podržati 400 cd / m2 luminance za više od 198.000 sati za zelene OLED-ove i 62.000 sati za plave OLED-ove.


Ravnoteža boja

Osim toga, kao OLED materijal koji se koristi za proizvodnju plave svjetlosti znatno brže razgrađuje od materijala koji proizvode druge boje, izlaz plave svjetlosti će se smanjiti u odnosu na druge boje svjetlosti. Ova varijacija u izlazu diferencijalne boje mijenja ravnotežu boja na zaslonu i mnogo je vidljiviji od smanjenja ukupne svjetline. To se može djelomično izbjeći podešavanjem ravnoteže boja, ali to može zahtijevati napredne upravljačke sklopove i interakciju s korisnikom, što je korisnicima neprihvatljivo. Općenitije, ipak, proizvođači optimiziraju veličinu podpiksela R, G i B kako bi se smanjila gustoća struje kroz podpiksel kako bi se izjednačio životni vijek s punim osvjetljenjem. Na primjer, plavi podpiksel može biti 100% veći od zelenog podpiksela. Crveni podpiksel može biti 10% manji od zelenog.


Učinkovitost plavih OLED-ova

Poboljšanja učinkovitosti i vijeka trajanja plavih OLED-ova od vitalne je važnosti za uspjeh OLED-ova kao zamjena za LCD tehnologiju. Znatno istraživanje uloženo je u razvoj plavih OLED-a s visokom vanjskom kvantnom učinkovitosti kao i dubljom plavom bojom. Vanjske kvantne vrijednosti učinkovitosti od 20% i 19% su zabilježene za crvene (625 nm) i zelene (530 nm) diode. Međutim, plave diode (430 nm) su uspjele postići maksimalnu vanjsku kvantnu učinkovitost u rasponu od 4% do 6%.


Oštećenje vode

Voda može odmah oštetiti organske materijale zaslona. Stoga su poboljšani postupci brtvljenja važni za praktičnu proizvodnju. Oštećenja vode osobito mogu ograničiti dugovječnost fleksibilnijih zaslona.


Izvedba na otvorenom

Kao emissivna tehnologija zaslona, OLED se u potpunosti oslanja na pretvaranje struje na svjetlo, za razliku od većine LCD zaslona koji su u određenoj mjeri reflektivni. E-papir vodi put u učinkovitosti s ~ 33% refleksije ambijentalnog osvjetljenja, omogućavajući zaslonu da se koristi bez unutarnjeg izvora svjetlosti. Metalna katoda u OLED-u djeluje kao ogledalo, s refleksijom koja se približava 80%, što dovodi do slabe čitljivosti u svjetlu ambijentalnog svjetla kao što je na otvorenom. Međutim, uz pravilnu primjenu kružnog polarizera i antireflektivnih premaza, difuzna refleksija može se smanjiti na manje od 0,1%. S 10.000 fc osvjetljenja incidenta (tipični testni uvjet za simulaciju vanjskog osvjetljenja), što daje približni fotoptički kontrast od 5: 1. Recent advances in OLED technologies, however, enable OLEDs to become actually better than LCDs in bright sunlight. The Super AMOLED display in the Galaxy S5, for example, was found to outperform all LCD displays on the market in terms of brightness and reflectance.


Potrošnja struje

While an OLED will consume around 40% of the power of an LCD displaying an image that is primarily black, for the majority of images it will consume 60–80% of the power of an LCD. However, an OLED can use more than three times as much power to display an image with a white background, such as a document or web site. This can lead to reduced battery life in mobile devices, when white backgrounds are used.


Manufacturers and commercial uses


QQ截图20170425105154.jpg


Magnified image of the AMOLED screen on the Google Nexus One smartphone using the RGBG system of the PenTile Matrix Family.


QQ截图20170425105212.jpg


A 3.8 cm (1.5 in) OLED display from a Creative ZEN V media player


QQ截图20170425105228.jpg


OLED lighting in a shopping mall in Aachen, Germany


OLED technology is used in commercial applications such as displays for mobile phones and portable digital media players, car radios and digital cameras among others. Such portable applications favor the high light output of OLEDs for readability in sunlight and their low power drain. Portable displays are also used intermittently, so the lower lifespan of organic displays is less of an issue. Prototypes have been made of flexible and rollable displays which use OLEDs' unique characteristics. Applications in flexible signs and lighting are also being developed. Philips Lighting have made OLED lighting samples under the brand name "Lumiblade" available online and Novaled AG based in Dresden, Germany, introduced a line of OLED desk lamps called "Victory" in September, 2011.


OLEDs have been used in most Motorola and Samsung color cell phones, as well as some HTC, LG and Sony Ericsson models. Nokia has also introduced some OLED products including the N85 and the N86 8MP, both of which feature an AMOLED display. OLED technology can also be found in digital media players such as the Creative ZEN V, the iriver clix, the Zune HD and the Sony Walkman X Series.


The Google and HTC Nexus One smartphone includes an AMOLED screen, as does HTC's own Desire and Legend phones. However, due to supply shortages of the Samsung-produced displays, certain HTC models will use Sony's SLCD displays in the future, while the Google and Samsung Nexus S smartphone will use "Super Clear LCD" instead in some countries.


OLED displays were used in watches made by Fossil (JR-9465) and Diesel (DZ-7086).


Other manufacturers of OLED panels include Anwell Technologies Limited (Hong Kong), AU Optronics (Taiwan), Chimei Innolux Corporation (Taiwan), LG (Korea),and others.


In 2009, Shearwater Research introduced the Predator as the first color OLED diving computer available with a user replaceable battery.


DuPont stated in a press release in May 2010 that they can produce a 50-inch OLED TV in two minutes with a new printing technology. If this can be scaled up in terms of manufacturing, then the total cost of OLED TVs would be greatly reduced. DuPont also states that OLED TVs made with this less expensive technology can last up to 15 years if left on for a normal eight-hour day.


The use of OLEDs may be subject to patents held by Universal Display Corporation, Eastman Kodak, DuPont, General Electric, Royal Philips Electronics, numerous universities and others. There are by now thousands of patents associated with OLEDs, both from larger corporations and smaller technology companies.


RIM, the maker of BlackBerry smartphones, uses OLED displays in their BlackBerry 10 devices.


Flexible OLED displays are already being produced and these are used by manufacturers to create curved displays such as the Galaxy S7 Edge but so far there they are not in devices that can be flexed by the consumer. Apart from the screen itself the circuit boards and batteries would need to be flexible.Samsung demonstrated a roll-out display in 2016.


Fashion

Textiles incorporating OLEDs are an innovation in the fashion world and pose for a way to integrate lighting to bring inert objects to a whole new level of fashion. The hope is to combine the comfort and low cost properties of textile with the OLEDs properties of illumination and low energy consumption. Although this scenario of illuminated clothing is highly plausible, challenges are still a road block. Some issues include: the lifetime of the OLED, rigidness of flexible foil substrates, and the lack of research in making more fabric like photonic textiles.


Samsung applications

By 2004 Samsung, South Korea's largest conglomerate, was the world's largest OLED manufacturer, producing 40% of the OLED displays made in the world, and as of 2010 has a 98% share of the global AMOLED market. The company is leading the world of OLED industry, generating $100.2 million out of the total $475 million revenues in the global OLED market in 2006. As of 2006, it held more than 600 American patents and more than 2800 international patents, making it the largest owner of AMOLED technology patents.


Samsung SDI announced in 2005 the world's largest OLED TV at the time, at 21 inches (53 cm). This OLED featured the highest resolution at the time, of 6.22 million pixels. In addition, the company adopted active matrix based technology for its low power consumption and high-resolution qualities. This was exceeded in January 2008, when Samsung showcased the world's largest and thinnest OLED TV at the time, at 31 inches (78 cm) and 4.3 mm.


In May 2008, Samsung unveiled an ultra-thin 12.1 inch (30 cm) laptop OLED display concept, with a 1,280×768 resolution with infinite contrast ratio. According to Woo Jong Lee, Vice President of the Mobile Display Marketing Team at Samsung SDI, the company expected OLED displays to be used in notebook PCs as soon as 2010.


In October 2008, Samsung showcased the world's thinnest OLED display, also the first to be "flappable" and bendable. It measures just 0.05 mm (thinner than paper), yet a Samsung staff member said that it is "technically possible to make the panel thinner". To achieve this thickness, Samsung etched an OLED panel that uses a normal glass substrate. The drive circuit was formed by low-temperature polysilicon TFTs. Also, low-molecular organic EL materials were employed. The pixel count of the display is 480 × 272. The contrast ratio is 100,000:1, and the luminance is 200 cd/m2. The colour reproduction range is 100% of the NTSC standard.


In the same month, Samsung unveiled what was then the world's largest OLED Television at 40-inch with a Full HD resolution of 1920 × 1080 pixels. In the FPD International, Samsung stated that its 40-inch OLED Panel is the largest size currently possible. The panel has a contrast ratio of 1,000,000:1, a colour gamut of 107% NTSC, and a luminance of 200 cd/m2 (peak luminance of 600 cd/m2).


At the Consumer Electronics Show (CES) in January 2010, Samsung demonstrated a laptop computer with a large, transparent OLED display featuring up to 40% transparency and an animated OLED display in a photo ID card.


Samsung's latest AMOLED smartphones use their Super AMOLED trademark, with the Samsung Wave S8500 and Samsung i9000 Galaxy S being launched in June 2010. In January 2011 Samsung announced their Super AMOLED Plus displays, which offer several advances over the older Super AMOLED displays: real stripe matrix (50% more sub pixels), thinner form factor, brighter image and an 18% reduction in energy consumption.


At CES 2012, Samsung introduced the first 55" TV screen that uses Super OLED technology.


On January 8, 2013, at CES Samsung unveiled a unique curved 4K Ultra S9 OLED television, which they state provides an "IMAX-like experience" for viewers.


On August 13, 2013, Samsung announced availability of a 55-inch curved OLED TV (model KN55S9C) in the US at a price point of $8999.99.


On September 6, 2013, Samsung launched its 55-inch curved OLED TV (model KE55S9C) in the United Kingdom with John Lewis.


Samsung introduced the Galaxy Round smartphone in the Korean market in October 2013. The device features a 1080p screen, measuring 5.7 inches (14 cm), that curves on the vertical axis in a rounded case. The corporation has promoted the following advantages: A new feature called "Round Interaction" that allows users to look at information by tilting the handset on a flat surface with the screen off, and the feel of one continuous transition when the user switches between home screens.


Sony applications


QQ截图20170425105246.jpg


Sony XEL-1, the world's first OLED TV. (front)


The Sony CLIÉ PEG-VZ90 was released in 2004, being the first PDA to feature an OLED screen. Other Sony products to feature OLED screens include the MZ-RH1 portable minidisc recorder, released in 2006 and the Walkman X Series.


At the 2007 Las Vegas Consumer Electronics Show (CES), Sony showcased 11-inch (28 cm, resolution 960×540) and 27-inch (68.5 cm), full HD resolution at 1920 × 1080 OLED TV models. Both claimed 1,000,000:1 contrast ratios and total thicknesses (including bezels) of 5 mm. In April 2007, Sony announced it would manufacture 1000 11-inch (28 cm) OLED TVs per month for market testing purposes. On October 1, 2007, Sony announced that the 11-inch (28 cm) model, now called the XEL-1, would be released commercially; the XEL-1 was first released in Japan in December 2007.


In May 2007, Sony publicly unveiled a video of a 2.5-inch flexible OLED screen which is only 0.3 millimeters thick. At the Display 2008 exhibition, Sony demonstrated a 0.2 mm thick 3.5 inch (9 cm) display with a resolution of 320×200 pixels and a 0.3 mm thick 11 inch (28 cm) display with 960×540 pixels resolution, one-tenth the thickness of the XEL-1.


In July 2008, a Japanese government body said it would fund a joint project of leading firms, which is to develop a key technology to produce large, energy-saving organic displays. The project involves one laboratory and 10 companies including Sony Corp. NEDO said the project was aimed at developing a core technology to mass-produce 40 inch or larger OLED displays in the late 2010s.


In October 2008, Sony published results of research it carried out with the Max Planck Institute over the possibility of mass-market bending displays, which could replace rigid LCDs and plasma screens. Eventually, bendable, see-through displays could be stacked to produce 3D images with much greater contrast ratios and viewing angles than existing products.


Sony exhibited a 24.5" (62 cm) prototype OLED 3D television during the Consumer Electronics Show in January 2010.


In January 2011, Sony announced the PlayStation Vita handheld game console (the successor to the PSP) will feature a 5-inch OLED screen.


On February 17, 2011, Sony announced its 25" (63.5 cm) OLED Professional Reference Monitor aimed at the Cinema and high end Drama Post Production market.


On June 25, 2012, Sony and Panasonic announced a joint venture for creating low cost mass production OLED televisions by 2013.


LG applications

As of 2010, LG Electronics produced one model of OLED television, the 15 inch 15EL9500 and had announced a 31" (78 cm) OLED 3D television for March 2011. On December 26, 2011, LG officially announced the "world's largest 55" OLED panel" and featured it at CES 2012. In late 2012, LG announces the launch of the 55EM9600 OLED television in Australia.


In January 2015, LG Display signed a long term agreement with Universal Display Corporation for the supply of OLED materials and the right to use their patented OLED emitters.


Mitsubishi applications

Lumiotec is the first company in the world developing and selling, since January 2011, mass-produced OLED lighting panels with such brightness and long lifetime. Lumiotec is a joint venture of Mitsubishi Heavy Industries, ROHM, Toppan Printing, and Mitsui & Co. On June 1, 2011, Mitsubishi installed a 6-meter OLED 'sphere' in Tokyo's Science Museum.


Recom Group/video name tag applications

On January 6, 2011, Los Angeles based technology company Recom Group introduced the first small screen consumer application of the OLED at the Consumer Electronics Show in Las Vegas. This was a 2.8" (7 cm) OLED display being used as a wearable video name tag. At the Consumer Electronics Show in 2012, Recom Group introduced the world's first video mic flag incorporating three 2.8" (7 cm) OLED displays on a standard broadcaster's mic flag. The video mic flag allowed video content and advertising to be shown on a broadcasters standard mic flag.


BMW

BMW plans to use OLEDs in tail lights and interior lights in their future cars; however, OLEDs are currently too dim to be used for brake lights, headlights and indicators.