Dom > Izložba > Sadržaj

Organska dioda za diode (OLED)

Apr 25, 2017

OLED


QQ snimka zaslona 20170425103234.jpg


Prototipni OLED rasvjetni paneli


QQ snimka zaslona 20170425103319.jpg


Demonstracija fleksibilnog OLED uređaja


Organska svetlosna dioda (OLED) je dioda koja emituje svetlost (LED) u kojoj je emisijski elektroluminescentni sloj film od organskog jedinjenja koji emitira svetlost kao odgovor na električnu struju. Ovaj sloj organskog poluprovodnika nalazi se između dve elektrode; Obično, bar jedna od ovih elektroda je providna. OLED se koriste za kreiranje digitalnih displeja u uređajima kao što su televizijski ekrani, kompjuterski monitori, prenosni sistemi kao što su mobilni telefoni, ručne igračke konzole i PDA uređaji. Glavna oblast istraživanja je razvoj bijelih OLED uređaja za primjenu u osvetljenim uređajima.


Postoje dve glavne porodice OLED-a: one bazirane na malim molekulima i onima koji koriste polimere. Dodavanjem mobilnih jona na OLED stvara se elektrohemijska ćelija koja emituje svetlost (LEC) koja ima nešto drugačiji način rada. OLED displej se može upravljati pasivnom matricom (PMOLED) ili aktivnom matricom (AMOLED) kontrolnom šemom. U shemi PMOLED, svaki red (i red) na ekranu se kontroliše sekvencijalno, jedan po jedan, dok AMOLED kontrola koristi tanki filmski tranzistorski bočni plan kako bi direktno pristupio i prebacio svaki pojedinačni piksel na ili isključio, omogućujući veću rezoluciju i veću Veličine ekrana.


OLED ekran radi bez pozadinskog osvetljenja; Tako da može prikazati duboke crne nivoe i može biti tanji i lakši od LCD displeja sa tečnim kristalima. U uslovima slabog ambijentalnog osvetljenja (kao što je tamna soba), OLED ekran može postići veći kontrast od LCD-a, bez obzira na to da li LCD koristi fluorescentne sijalice hladne katode ili LED pozadinsko osvetljenje.



istorija

André Bernanose i saradnici na Nancy-Université u Francuskoj napravili su prva zapažanja elektroluminiscencije u organskim materijalima početkom 1950-ih godina. Primenili su visoke naponske struje u vazduhu na materijale kao što je akridin narandžasti, bilo da su deponirane ili rastvorene u celuloznim ili celofanskim tankim filmovima. Predloženi mehanizam bio je ili direktno uzimanje molekula boje ili ekscitacija elektrona.


1960. Martin Pope i neki od njegovih saradnika na Univerzitetu u Njujorku razvili su ohmicne kontaktne kontakte elektrode sa tamnim injektiranjem organskim kristalima. Dalje su opisali neophodne energetske zahteve (radne funkcije) za kontakte elektrode za injektiranje rupa i elektrona. Ovi kontakti su osnova za injektiranje na svim modernim OLED uređajima. Popeova grupa je takođe prvi put primijetila elektroluminiscentu jednosmerne struje (DC) pod vakuumom na jednom čistom kristalu antracena i na antracenskim kristalima dopiranim tetracenom 1963. godine koristeći srebrnu elektrodu na 400 volti. Predloženi mehanizam bio je elektromagnetno pobuđivanje molekularne fluorescencije ubrzano poljima.


Popeova grupa izvestila je 1965. godine da u odsustvu spoljašnjeg električnog polja elektroluminiscencija u antracenskim kristalima uzrokuje rekombinacija termalizovanog elektrona i rupe i da je provodni nivo antracena veći u energiji od nivoa energije eksitona. Takođe 1965. godine, W. Helfrich i WG Schneider iz Nacionalnog istraživačkog vijeća u Kanadi, prvi put su proizveli elektroluminiscenciju rekombinacije dvostruke injekcije u antracen monokristalu koristeći elektrode za injektiranje rupa i elektrona, prethodnika modernih uređaja za dvostruko ubrizgavanje. Iste godine istraživači Dow Chemical-a patentirali su metodu pripreme elektroluminescentnih ćelija pomoću visokonaponskog (500-1500 V) električnog izolovanog jednog milimetarskog tankog sloja rastopljenog fosfora (100-3000 Hz), koji se sastoji od praha antracenskog praha, Tetracena i grafitnog praha. Njihov predloženi mehanizam uključuje elektronsko uzbuđenje na kontaktima između čestica grafita i molekula antracena.


Roger Partridge je napravio prvo posmatranje elektroluminiscencije iz polimernih filmova u Nacionalnoj fizičkoj laboratoriji u Velikoj Britaniji. Uređaj se sastojao od filma od poli (N-vinilkarbazola) debljine do 2,2 mikrometra smještene između dve elektrodne elektrode za punjenje. Rezultati projekta su patentirani 1975. godine [16] i objavljeni 1983. godine.


Prvi praktični OLED

Američki fizik hemičar Ching W. Tang i njegov saradnik Steven Van Slyke u Eastman Kodaku napravili su prvi praktični OLED uređaj 1987. godine. Ovo je revolucija tehnologije. Ovaj uređaj je koristio novu dvoslojnu strukturu sa odvojenim prenosima rupa i slojevima transporta elektronom, tako da se rekombinacija i emisija svetlosti pojavila u sredini organskog sloja; Ovo je dovelo do smanjenja radnog napona i poboljšanja efikasnosti.


Istraživanje polimerne elektroluminiscencije kulminiralo je 1990. godine sa JH Burroughes et al. U laboratoriji Cavendish u Kembridžu koja je prijavila uređaj visokog stepena efikasnosti zelenog svetla na bazi polimera koji koristi 100 nm debljih filmova od poli (p-fenilen vinilena).


Universal Display Corporation drži većinu patenata vezanih za komercijalizaciju OLED-a.


Radni princip


QQ snimka zaslona 20170425103350.jpg


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


Tipičan OLED je sastavljen od sloja organskih materijala smeštenih između dve elektrode, anode i katode, sve deponirane na podlozi. Organski molekuli su električno provodljivi kao rezultat delokalizacije pi elektrona uzrokovanih konjugacijom preko dela ili celog molekula. Ovi materijali imaju nivoe provodljivosti u rasponu od izolatora do provodnika, i zbog toga se smatraju organskim poluprovodnicima. Najviše zauzeti i najniži nezapaženi molekularni orbitali (HOMO i LUMO) organskih poluprovodnika analogni su valentnim i provodnim opsezima neorganskih poluprovodnika.


Prvobitno, najosnovniji polimeri OLED su se sastojali od jednog organskog sloja. Jedan primer bio je prvi uređaj za emitovanje svetlosti koji je sintetizovao JH Burroughes i sar., Koji je uključivao jedan sloj poli (p-fenilen vinilena). Međutim, višeslojni OLED mogu se proizvoditi sa dva ili više slojeva kako bi se poboljšala efikasnost uređaja. Pored provodivnih svojstava, različiti materijali mogu biti odabrani da bi se pomoću injektiranja na elektrodama omogućilo postepenim elektronskim profilom, ili blokirati punjenje od dospijeća suprotne elektrode i biti izgubljen. Mnogi savremeni OLED sadrže jednostavnu dvoslojnu strukturu koja se sastoji od provodnog sloja i emajzivnog sloja. Noviji razvoj u OLED arhitekturi poboljšava kvantnu efikasnost (do 19%) pomoću gradijenog heterojunction. U gradijenoj heterojunkcionalnoj arhitekturi, sastav rupa i elektronskih transportnih materijala stalno varira unutar emajzivnog sloja sa dopaminskim emiterom. Ugradjena heterojunkcionalna arhitektura kombinuje prednosti obe konvencionalne arhitekture poboljšanjem injektiranja i istovremeno balansiranje transporta tereta unutar emisionog regiona.


Tokom rada, napon se primjenjuje preko OLED-a tako da je anoda pozitivna u odnosu na katodu. Anode se biraju na osnovu kvaliteta njihove optičke prozirnosti, električne provodljivosti i hemijske stabilnosti. Struja elektrona protiče kroz uređaj od katode do anode, pošto se elektroni injektiraju u LUMO organskog sloja na katodu i povlače se iz HOMO-a na anodi. Ovaj poslednji proces može se takođe opisati kao injektiranje elektronskih rupa u HOMO. Elektrostatičke sile donose elektrone i rupice jedni prema drugima i rekombinišu stvaranje eksitona, vezanog stanja elektrona i rupa. Ovo se događa bliže emisivnom sloju, jer su u organskim poluprovodnicima rupe uglavnom pokretljive od elektrona. Propad ovog uzbuđenog stanja rezultira opuštanjem nivoa energije elektrona, praćen emisijom zračenja čija je frekvencija u vidljivom području. Učestalost ovog zračenja zavisi od pojasne širine materijala, u ovom slučaju razlike u energiji između HOMO i LUMO.


Pošto su elektroni i rupe otvoreni fermionima sa polu cijeli brojevi, eksiton može biti u singletnom stanju ili trostrukom stanju zavisno od toga kako su spinovi elektrona i rupa bili kombinovani. Za svaki singletni eksiton će se formirati tri statistička trikotna eksitona. Propadanje od trojnih stanja (fosforezencije) je zabranjeno, povećavajući vremenski period tranzicije i ograničavanje unutrašnje efikasnosti fluorescentnih uređaja. Fosforescentne organske svetleće diode koriste spin-orbit interakcije kako bi se olakšalo međusistemsko prelazak između singletnih i trojnih stanja, čime se dobija emisija iz stanja singleta i trojke i poboljšava unutrašnja efikasnost.


Indijumski oksid (ITO) se obično koristi kao anodni materijal. To je providno za vidljivo svetlo i ima visoku funkciju rada koja promoviše injektiranje rupa u HOMO nivo organskog sloja. Tipični provodni sloj može se sastojati od PEDOT: PSS jer se nivo HOMO ovog materijala uglavnom nalazi između radne funkcije ITO-a i HOMO drugih često korišćenih polimera, smanjujući energetske barijere za injektiranje rupa. Metali kao što su barijum i kalcijum često se koriste za katodu jer imaju niske radne funkcije koje promovišu injektiranje elektrona u LUMO organskog sloja. Takvi metali su reaktivni, tako da im je potreban sloj za zatvaranje aluminijuma kako bi se izbjegla degradacija.


Eksperimentalna istraživanja pokazala su da svojstva anoda, posebno topografija interfejsa za transportni sloj (HTL) igraju glavnu ulogu u efikasnosti, performansi i veku trajanja organskih dioda koja emituju svetlost. Neprekidnosti na površini anode smanjuju adheziju anodno-organskih filmskih spojeva, povećavaju električni otpor i omogućavaju učestalije stvaranje ne emisionivih tamnih mrlja u OLED materijalu koji negativno utiču na životni vijek. Mehanizmi za smanjenje hrapavosti anoda za podloge ITO / stakla uključuju upotrebu tankih filmova i samosagrađenih monolayera. Takođe se smatraju alternativnim podlogama i anodnim materijalima koji povećavaju performanse i životni vijek OLED-a. Moguće primjere obuhvataju monokristalne safirne podloge tretirane zlatnim (Au) filmskim anodama koje donose niže radne funkcije, radne napone, vrijednosti električne otpornosti i povećanje trajanja OLED-a.


Pojedinačni nosači se obično koriste za proučavanje kinetike i transportne mehanizme za transport organskog materijala i mogu biti korisni prilikom proučavanja procesa prenosa energije. Kako struja preko uređaja sastoji se od samo jednog tipa nosača punjenja, bilo elektrona ili rupa, rekombinacija se ne pojavljuje i ne emituje svetlost. Na primjer, elektronski uređaji mogu se dobiti samo tako što se ITO zamijeni sa nižim metalom za radnu funkciju, što povećava energetsku barijeru otvora rupa. Slično tome, samo uređaji za rupu mogu se napraviti pomoću katode napravljene isključivo od aluminijuma, što dovodi do prevelike energetske prepreke za efikasnu injektiranje elektrona.


Carrier balance

Potrebno je uravnoteženo ubrizgavanje i prenošenje punjenja kako bi se postigla visoka unutrašnja efikasnost, čista emisija sloja svetlosti bez kontaminirane emisije iz slojeva transportnih slojeva i visoka stabilnost. Uobičajeni način balansiranja punjenja je optimizacija debljine slojeva transportnih punjenja, ali je teško kontrolisati. Drugi način je korišćenje eksipeksa. Eksiplex oblikovan između transportnih pragova (p-tipa) i elektronskih transportnih (n-tipskih) bočnih lanaca radi lokalizacije parova elektronskih rupa. Energija se zatim prenosi na luminofor i obezbeđuje visoku efikasnost. Primjer upotrebe eksiplexa je grafting Oksadiazol i bočne jedinice karbazola u crvenom glavkom lanca kopolimer diketopyrrolopyrrole dopuštene poboljšane spoljašnje kvantne efikasnosti i čistoće boja u bez optimizovanog OLED-a.


Materijalne tehnologije

Mali molekuli


QQ snimka zaslona 20170425103413.jpg

Alq3, obično se koristi u malim molekulskim OLED-ima

Efikasne OLED-e koji koriste male molekule prvi su razvili Dr. Ching W. Tang i dr. U Eastman Kodak. Termin OLED se tradicionalno odnosi na ovu vrstu uređaja, iako je u upotrebi i termin SM-OLED.


Molekuli koji se obično koriste u OLED-u uključuju organometalne kelate (na primjer Alq3, korišćeni u organskom uređaju za emitovanje svetla koji je izveo Tang i drugi), fluorescentne i fosforescentne boje i konjugovane dendrime. Za njihove transportne osobine koristi se veliki broj materijala, na primjer trifenilamin i derivati se obično koriste kao materijali za transportne slojeve rupa. Fluorescentne boje mogu se odabrati kako bi se dobila emisija svetlosti na različitim talasnim dužinama i često se koriste jedinjenja kao što su perilen, rubren i derivati kinakridona. Alq3 se koristi kao zeleni emiter, elektronski transportni materijal i kao domaćin za žute i crvene boje koje emituju.


Proizvodnja malih molekulskih uređaja i displeja obično uključuje termalno isparavanje u vakuumu. To čini proizvodni proces skupljim i ograničenom upotrebom uređaja velikih površina, od drugih tehnika obrade. Međutim, za razliku od uređaja zasnovanih na polimerima, proces vakuumskog taloženja omogućava formiranje dobro kontrolisanih, homogenih filmova i izgradnju vrlo složenih višeslojnih struktura. Ova visoka fleksibilnost u dizajnu slojeva, omogućavajući oblikovanje različitih transportnih punjenja i blokova za blokiranje punjenja, glavni je razlog za visoke efikasnosti malih molekula OLED-a.


Prikazana je koherentna emisija laserskog tandemskog SM-OLED uređaja, uzbuđenog u pulznom režimu. Emisija je skoro difrakcija ograničena spektralnom širinom sličnom onoj kod širokopojasnih laserskih boja.


Istraživači izveštavaju o luminescenciji iz jednog molekula polimera, što predstavlja najmanju moguću organsku svetlost diodu (OLED) uređaj. Naučnici će moći da optimizuju supstance radi stvaranja moćnijih emisija svetlosti. Na kraju, ovaj rad je prvi korak ka stvaranju komponenti veličine molekula koji kombinuju elektronska i optička svojstva. Slične komponente mogu biti osnova molekularnog kompjutera.

QQ snimka zaslona 20170425103433.jpg


Polimerne svetleće diode


QQ snimka zaslona 20170425103433.jpg


Poli (p-fenilen vinilen), koji se koristi u prvom PLEDU


Polimerne svetleće diode (PLED), takođe polimeri koji emituju svetlost (LEP), uključuju elektroluminescentni provodni polimer koji emitira svetlost kada je povezan sa spoljašnjim naponom. Koriste se kao tanki film za ekrane u boji punog spektra. OLED polimeri su prilično efikasni i zahtevaju relativno malu količinu električne energije za količinu proizvedene svetlosti.


Vakuumsko deponovanje nije pogodna metoda za formiranje tankih folija polimera. Međutim, polimeri se mogu preraditi u rastvor, a spin prevlaka je uobičajena metoda odlaganja tankih polimernih filmova. Ova metoda je pogodnija za formiranje filmova velikih površina od termičkog isparavanja. Nijedan vakuum nije potreban, a emajzivni materijali se takođe mogu nanositi na podlogu pomoću tehnike dobijene iz komercijalnog inkjet štampanja. Međutim, s obzirom na to da primjena kasnijih slojeva teže rastvaranju onih koji su već prisutni, formiranje višeslojnih struktura je otežano ovim metodama. Metalna katoda može i dalje biti potrebno da se deponuje toplotnom isparavanjem u vakuumu. Alternativna metoda za uklanjanje vakuuma je depozicija filma Langmuir-Blodgett.


Tipični polimeri koji se koriste u izloženim prikazima uključuju derivate poli (p-fenilen vinilena) i polifluorena. Zamena bočnih lanaca na polimernu kičmu može odrediti boju emitovane svjetlosti ili stabilnost i rastvorljivost polimera za performanse i lakoću obrade. Dok je nesupstituirani poli (p-fenilen vinilen) (PPV) tipično nerastvoran, veliki broj PPV I srodni poli (naftalen vinilen) s (PNV) koji su rastvorljivi u organskim rastvaračima ili vodu pripremljeni su putem polimerizacije metateza otvaranja prstena. Ovi vodorastvorni polimeri ili konjugovani poli elektroliti (CPEs) takođe se mogu koristiti kao slojevi za injektiranje rupa ili u kombinaciji sa nanodelcima poput grafena.


Fosforescentni materijali


QQ snimka zaslona 20170425103501.jpg


Ir (mppy) 3, fosforescentni dopant koji emituje zeleno svetlo.


Fosforescentne organske diode koje emituju svetlost koriste princip elektrofosfere za pretvaranje električne energije u OLED u svetlost na veoma efikasan način, sa unutrašnjim kvantnim efikasnostima takvih uređaja koji se približavaju 100%.


Tipično, polimer kao što je poli (N-vinilkarbazol) se koristi kao glavni materijal kojem se dodaju organometalni kompleks kao dopant. Iridijumski kompleksi kao što su Ir (mppy) 3 su trenutno fokus istraživanja, iako se koriste i kompleksi bazirani na drugim teškim metalima kao što je platina.


Atip težeg metala u centru ovih kompleksa pokazuje snažnu spin-orbitnu spojnicu, olakšavajući prelaz između sistema i singleteta. Korišćenjem ovih fosforescentnih materijala, i singletni i trojni ekscitoni biće u mogućnosti da se zrače radijativno, stoga poboljšavaju unutrašnju kvantnu efikasnost uređaja u poređenju sa standardom koji se molio, a samo pojedinačna stanja će doprineti emisiji svetlosti.


Primene OLED-a u osvetljenju u solidnom stanju zahtevaju postizanje visoke osvetljenosti uz dobre CIE koordinate (za bijele emisije). Upotreba makromolekularnih vrsta kao što su poliestralni oligomerni silsekvioksani (POSS) u kombinaciji sa upotrebom fosforescentnih vrsta kao što je Ir za štampane OLED-ove pokazale su svetlosti do 10.000 cd / m2.


Arhitekture uređaja

Struktura

Donja ili gornja emisija

Donja ili gornja razlika ne odnosi se na orijentaciju OLED displeja, već u pravcu od kojeg emitovana svetlost izlazi iz uređaja. OLED uređaji se klasifikuju kao uređaji za emitovanje donjeg dela ako emitovana svetlost prolazi kroz prozirnu ili polu-prozirnu donju elektrodu i podlogu na kojoj je proizveden panel. Najvažniji uređaji za emitovanje su klasifikovani na osnovu toga da li svetlost emitovana sa OLED uređaja izlazi kroz poklopac koji se dodaje nakon izrade uređaja. OLED-ovi uređaji koji se najviše emituju bolje su pogodni za aktivne matrične aplikacije, jer se one mogu lakše integrirati sa neprozirnim platnima tranzistora. TFT niz koji je pričvršćen na donjoj podlozi na kojem su proizvedeni AMOLEDs su obično neprozirni, što dovodi do značajne blokade prenosa svjetla ako uređaj prati emisiju donjeg emitovanja.

Transparentni OLEDs

Prozirni OLED-i koriste prozirne ili poluprazratne kontakte sa obe strane uređaja kako bi kreirali prikaze koji mogu biti napravljeni tako da budu i na vrhu i na dnu (transparentni). TOLEDI mogu u velikoj meri poboljšati kontrast, što olakšava gledanje ekrana na jakom sunčevom svetlu. Ova tehnologija može se koristiti u Head-up ekranima, pametnim prozorima ili aplikacijama za povećanu stvarnost.

Građena heterojunction

Određeni heterojunci OLED postepeno smanjuju odnos elektronskih rupa do hemikalija za transport elektrona. To rezultira u skoro dvostrukoj kvantnoj efikasnosti postojećih OLED-ova.

Ubačeni OLED-ovi

Uzastopni OLED-ovi koriste pikselsku arhitekturu koja stapa crvene, zelene i plave podpiksele na vrhu jedne drugu, umjesto jedan pored druge, što dovodi do znatnog povećanja gampe i dubine boja, i značajno smanjuje pikselski jaz. Trenutno, druge tehnologije prikaza imaju RGB (i RGBW) piksele mapirane uzajamno smanjivanjem potencijalne rezolucije.

Inverted OLED

Za razliku od konvencionalnog OLED-a, u kojem je anoda postavljena na podlogu, Inverted OLED koristi donju katodu koja se može povezati na odvodni kraj n-kanala TFT posebno za niskobudžetnu amorfnu silikonsku TFT backplanu korisnu u Izrada AMOLED displeja.

Patterning tehnologije

Patentni uređaji koji emituju svetlost koriste elektroaktivni sloj koji aktivira svetlost ili toplotu. U ovaj sloj je uključen latentni materijal (PEDOT-TMA) koji nakon aktivacije postaje visoko efikasan kao sloj za injektiranje rupe. Koristeći ovaj proces, mogu se pripremiti uređaji koji emituju svjetlost s proizvoljnim obrascima.


Uzorak boja može se postići pomoću lasera, kao što je prenos sublimacije (RIST) izazvan radijacijom.


Organski štamparsko mlazno štampanje (OVJP) koristi inertni gas nosača, kao što je argon ili azot, da transportuje isparene organske molekule (kao kod depozicije organske pare). Gas se protjerava kroz mlaznicu veličine mikrometra ili mlaznicu u blizini podloge dok se prevedu. Ovo omogućava štampanje proizvoljnih višeslojnih šablona bez upotrebe rastvarača.


Konvencionalni OLED displeji se formiraju termalnom isparavanjem pare (VTE) i obrazuju maska senke. Mehanička maska ima otvore koji dozvoljavaju da pare prođu samo na željenoj lokaciji.


Kao i uklanjanje materijala mlaza, brizganje inkjetom (IJE) precizno količina rastvarača na podlogu osmišljeno je da se selektivno rastvara supstratni materijal i indukuje strukturu ili obrazac. Inkvitno jezgro polimernih slojeva u OLED-u može se koristiti za povećanje ukupne efikasnosti izvlačenja. U OLED-u, svetlost proizvedena iz emajzivnih slojeva OLED-a delimično se prenosi iz uređaja i delimično zarobljena unutar uređaja pomoću potpune unutrašnje refleksije (TIR). Ovo uhvaćeno svetlo je vođena valom duž unutrašnjosti uređaja dok ne dođe do ivice gde se disipira apsorpcijom ili emisijom. Inkjetno jediranje se može koristiti za selektivno menjanje polimernih slojeva OLED struktura kako bi se smanjio ukupni TIR i povećala efikasnost spoljašnjeg povezivanja OLED-a. U poređenju sa slojem polimera bez mrlja, strukturirani sloj polimera u OLED strukturi iz IJE procesa pomaže u smanjenju TIR-a OLED uređaja. IJE rastvarači su uobičajeno organski umesto vode zasnovani na svojoj ne-kiseloj prirodi i sposobnosti da efikasno rastvaraju materijale na temperaturama ispod tačke ključanja vode.


Backplane tehnologije

Za prikaz visoke rezolucije kao što je TV, neophodna je TFT bočna ploča da bi ispravno upravljala piksele. Trenutno se koristi za komercijalne AMOLED displeje nizak temperaturni polikristalni silicij (LTPS) - tanki filmski tranzistor (TFT). LTPS-TFT ima varijacije performansi na ekranu, tako da su prijavljeni različiti krugovi kompenzacije. Zbog ograničenja veličine ekzimerovog lasera koji se koristi za LTPS, veličina AMOLED-a je ograničena. Da bi se suočili sa preprekom vezanom za veličinu panela, prijavljene su amorfne silicijumske / mikrokristalinske silikonske ploče sa velikim demonstracijskim demonstracijama.


Izrada

Prenosno štampanje je nova tehnologija koja omogućava efikasno sklapanje velikog broja paralelnih OLED i AMOLED uređaja. Potrebno je koristiti standardno odlaganje metala, fotolitografiju i etiketiranje kako bi se stvorili oznake poravnanja obično na staklu ili na drugim podlogama uređaja. Ljepljivi polimerni adhezivni slojevi se primenjuju kako bi se povećala otpornost na čestice i površinske nedostatke. IC mikro-skale se štampaju na površinu lepka i zatim se peče kako bi se potpuno očvršćavali slojevi lepka. Na podlogu se nanosi dodatni sloj osjetljiv na svjetlosni sloj, koji uzima u obzir topografiju izazvanu štampanim ICs-om, a zatim se ponovno uspostavlja ravna površina. Fotolitografija i jedkanje uklanjaju neke polimerne slojeve kako bi otkrili provodne podloge na ICs. Nakon toga, anodni sloj se nanosi na bočnu ploču uređaja kako bi se formirala donja elektroda. OLED slojevi se nanose na anodni sloj sa konvencionalnim deponovanjem para i prekriven slojem provodne metalne elektrode. Od 2011. godine prenosno štampanje je bilo sposobno da štampa na ciljnim podlogama do 500mm X 400mm. Ova granična vrijednost se mora proširiti za transfer-štampanje kako bi postala zajednički proces za izradu velikih OLED / AMOLED displeja.


Prednosti


QQ snimka zaslona 20170425103521.jpg


Demonstracija 4.1 "prototip fleksibilnog displeja kompanije Sony


Niži troškovi u budućnosti

OLED-ovi mogu se odštampati na bilo kojem prikladnom podlogu pomoću inkjet štampača ili čak i sitoštampom, što teoretski olakšava proizvodnju od LCD ili plazma ekrana. Međutim, izrada OLED podloge trenutno je skuplja od one TFT LCD-a, dok metode masovne proizvodnje smanjuju troškove kroz skalabilnost. Metode ispitivanja para-valjka za organske uređaje omogućavaju masovnu proizvodnju hiljada uređaja u minuti za minimalne troškove; Međutim, ova tehnika takođe indukuje probleme: uređaji sa više slojeva mogu biti izazovni zbog toga što se zbog registracije upisuju različiti štampani slojevi do potrebnog stepena tačnosti.

Lagane i fleksibilne plastične podloge

OLED displeji mogu se proizvoditi na fleksibilnim plastičnim podlogama, što dovodi do eventualne izrade fleksibilnih organskih svjetlosnih dioda za druge nove primjene, kao što su roll-up ekrani ugrađeni u tkanine ili odjeću. Ako se može upotrebiti supstrat kao što je polietilen tereftalat (PET), displeji se mogu proizvoditi jeftinije. Štaviše, plastične podloge su otporne na udarce, za razliku od staklenih displeja koje se koriste u LCD uređajima.

Bolji kvalitet slike

OLEDs omogućavaju veći kontrast i širi ugao gledanja u poređenju sa LCD-ima, jer OLED pikseli emituju svetlost direktno. Štaviše, boje OLED piksela izgledaju tačne i neprekidane, čak i kada se ugao gledanja približava 90 ° od normale.

Bolja efikasnost i debljina energije

LCD ekrani filtriraju svetlo emitovano sa pozadinskog osvetljenja, omogućavajući mali deo svetlosti kroz. Stoga, oni ne mogu pokazati istinitu crnu boju. Međutim, neaktivan OLED element ne proizvodi svetlost ili troši energiju, omogućavajući istinite crne boje. Oslobađanje pozadinskog osvetljenja takođe olakšava OLED-e, jer neki su podlozi nisu potrebni. Kada gledate OLED-ove koji najviše emituju, debljina takođe igra ulogu pri razgovorima o slojevima sloja indeksa (IML). Intenzitet emisije je povećan kada je IML debljina 1,3-2,5 nm. Vrednost refrakcije i usklađivanje imovine optičkih IML-ova, uključujući parametre strukture uređaja, takođe povećavaju intenzitet emisije na ovim debljinama.

Vrijeme odziva

OLEDs takođe imaju mnogo brže vrijeme odziva nego LCD. Koristeći tehnologije kompenzacije vremena odziva, najbrži moderni LCD-e mogu da dostignu vreme odziva do 1 ms za najbržu bržu tranziciju i mogu osvježiti frekvencije do 240 Hz. Prema LG-u, OLED odgovori su do 1000 puta brži od LCD-a, čime se konzervativne procjene manjem od 10 μs (0.01 ms), što bi teoretski mogle prilagoditi frekvencije osvježavanja do 100 kHz (100.000 Hz). Zahvaljujući izuzetno brzom vremenu odziva, OLED displej se takođe lako može dizajnirati kako bi se ubrzao, stvarajući efekat sličan CRT flikeru kako bi se izbjeglo ponašanje uzorka i zadržavanja koje se vide na LCD ekranima i na nekim OLED displejima, što stvara percepciju Zamućivanja pokreta.


Nedostaci


QQ snimka zaslona 20170425105126.jpg


LEP (polimer sa emitovanim svetlom) koji pokazuje delimično otkazivanje



QQ snimka zaslona 20170425105140.jpg


Stari OLED displej koji prikazuje habanje


Životni vijek

Najveći tehnički problem OLED-a bio je ograničen vek trajanja organskih materijala. Jedan tehnički izveštaj na OLED TV panelu za 2008. godinu otkrio je da je "posle 1.000 sati plava svetlost degradirala za 12%, crvena za 7%, a zelena za 8%". Konkretno, plavi OLED-ovi su istorijski imali životni vek od oko 14.000 sati do pola originalne osvetljenosti (pet godina po 8 sati dnevno) kada se koristi za ravne ekrane. Ovo je niži od tipičnog vijeka LCD, LED ili PDP tehnologije. Svaki od njih trenutno ocjenjuje oko 25.000-40.000 sati na pola osvjetljenja, u zavisnosti od proizvođača i modela. Degradacija se javlja zbog akumulacije neradijativnih centara rekombinacije i gašenja luminiscence u emajzivnoj zoni. Rečeno je da se hemijski slom u poluprovodnici javlja u četiri koraka: 1) rekombinacija nosača punjenja kroz apsorpciju UV svetlosti, 2) homolitička disocijacija, 3) naknadne radikalne adicijske reakcije koje formiraju π radikale i 4) disproporcionaciju između dva Radikali koji rezultiraju reakcijama prenosa vodonika i atoma. Međutim, neki displeji proizvođača imaju za cilj da povećaju životni vek OLED displeja, gurajući očekivani životni vijek od LCD ekrana poboljšavajući izlazak iz svjetlosti, čime postiže istu osvetljenost na nižoj struji pogona. Tokom 2007. godine stvoreni su eksperimentalni OLED koji mogu održati 400 cd / m2 svetlosti preko 198.000 sati za zelene OLED i 62.000 sati za plave OLED uređaje.


Balans boja

Pored toga, kako OLED materijal koji se koristi za proizvodnju plave svetlosti značajno brzi od materijala koji proizvode druge boje, plava svetlost će se smanjiti u odnosu na druge boje svetlosti. Ova varijacija u diferencijalnom izlazu boje će promijeniti ravnotežu boja na ekranu i mnogo je primjetnija od smanjenja ukupne svjetlosti. Ovo se delimično može izbjeći podešavanjem ravnoteže u boji, ali to može zahtijevati napredne kontrolne krugove i interakciju s korisnikom, što je neprihvatljivo za korisnike. Međutim, češće, proizvođači optimiziraju veličinu R, G i B subpiksela kako bi smanjili gustinu struje kroz podpiksel kako bi se izjednačio životni vek pri punoj svetlosti. Na primer, plavi podpiksel može biti 100% veći od zelenog podpiksela. Crveni podpiksel može biti 10% manji od zelenog.


Efikasnost plavih OLED-a

Poboljšanja efikasnosti i trajanja plavih OLED-a su od vitalnog značaja za uspeh OLED-a kao zamjene za LCD tehnologiju. U razvoj plavih OLED-ova sa visokom eksternom kvantnom efikasnošću i dubljom plavom bojom uloženo je značajno istraživanje. Vrednosti spoljne kvantne efikasnosti od 20% i 19% prijavljene su za crvene (625 nm) i zelene (530 nm) diode, respektivno. Međutim, plave diode (430 nm) su jedino uspele da postignu maksimalnu eksternu kvantnu efikasnost u rasponu od 4% do 6%.


Oštećenje vode

Voda može odmah oštetiti organske materijale displeja. Prema tome, poboljšani postupci zaptivanja su važni za praktičnu proizvodnju. Oštećenje vode posebno može ograničiti dugovečnost fleksibilnijeg displeja.


Performanse na otvorenom

Kao tehnologija emisionog prikaza, OLED se u potpunosti oslanjaju na pretvaranje električne energije u svetlost, za razliku od većine LCD-a koji su u izvesnoj meri reflektovani. E-papir vodi ka efikasnosti sa ~ 33% refleksijom ambijentalnog svetla, omogućavajući da se ekran koristi bez ikakvog unutrašnjeg izvora svjetlosti. Metalna katoda u OLED-u deluje kao ogledalo, sa refleksijom koja se približava 80%, što dovodi do slabe čitljivosti u sjajnom ambijentalnom svetlu kao što je na otvorenom. Međutim, uz pravilnu primenu kružnog polarizatora i antirefleksivnih premaza, difuzna odbojnost može biti smanjena na manje od 0,1%. Uz osvetljenje od 10.000 fk (tipično testno stanje za simuliranje osvetljenja na otvorenom), to daje približni fotopski 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.


Power consumption

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.