הבית > תערוכה > תוכן

דיודות פולטות אור אורגניות (OLED)

Apr 25, 2017

OLED


QQ 截图 20170425103234.jpg


אבטיפוס OLED לוחות תאורה


QQ 截图 20170425103319.jpg


הדגמה של התקן OLED גמיש


דיודה פולטת אור אורגנית (OLED) היא דיודה פולטת אור (LED) שבה השכבה החשמלית האלקטרומגנטית היא סרט של תרכובת אורגנית פולטת אור בתגובה לזרם חשמלי. שכבה זו של מוליכים למחצה אורגני ממוקם בין שתי אלקטרודות; בדרך כלל, לפחות אחד האלקטרודות האלה שקוף. OLEDs משמשים ליצירת תצוגות דיגיטליות במכשירים כגון מסכי טלוויזיה, מסכי מחשב, מערכות ניידות כגון טלפונים ניידים, קונסולות משחק כף יד ומחשבי כף יד. תחום מרכזי של מחקר הוא פיתוח של מכשירים OLED לבן לשימוש מוצק מצב תאורה יישומים.


ישנן שתי משפחות עיקריות של OLED: אלה המבוססות על מולקולות קטנות ואלה המעסיקים פולימרים. הוספת יונים ניידים ל- OLED יוצר תא אלקטרוכימי פולט אור (LEC) בעל מצב פעולה שונה במקצת. תצוגה OLED יכול להיות מונע עם מטריצה פסיבית (PMOLED) או פעיל מטריקס (AMOLED) ערכת שליטה. בתרשים PMOLED, כל שורה (שורה) בתצוגה נשלטת ברצף, בזה אחר זה, ואילו שליטה AMOLED משתמשת backplane טרנזיסטור סרט דק לגשת ישירות לעבור כל פיקסל בודד או לבטל, המאפשר רזולוציה גבוהה יותר גודל התצוגה.


תצוגת OLED פועלת ללא תאורה אחורית; ולכן, הוא יכול להציג רמות שחור עמוק יכול להיות דק יותר וקל יותר תצוגת גביש נוזלי (LCD). בתנאי תאורה נמוכה (כגון חדר חשוך), מסך OLED יכול להשיג יחס ניגודיות גבוה יותר מאשר LCD, ללא קשר אם LCD משתמשת מנורות פלורסנט קתודית קרה או תאורה אחורית LED.



הִיסטוֹרִיָה

André Bernanose ועמיתים לעבודה ננסי- France בצרפת עשה את התצפיות הראשונות של electroluminescence בחומרים אורגניים בתחילת 1950s. הם החילו מתח גבוה לסירוגין באוויר לחומרים כגון תפוז אקרידין, או שהופקדו או מומסים בתאית או בסרטים דקיקים. המנגנון המוצע היה או עירור ישיר של מולקולות צבע או עירור של אלקטרונים.


ב -1960 פיתח מרטין אפיפיור וכמה מעמיתיו לעבודה באוניברסיטת ניו יורק אנשי קשר אלקטרומגנטיים כהים, שהזריקו לאלקטרודות אורגניות. הם עוד תיאר את הדרישות האנרגטיות הנדרשות (פונקציות עבודה) עבור חור אלקטרונים הזרקת אנשי הקשר האלקטרודה. אנשי קשר אלה הם הבסיס של הזרקת מטען בכל התקני OLED המודרנית. קבוצת האפיפיור גם ציינה לראשונה electroluminescence הנוכחי (DC) הנוכחי תחת ואקום על גבי גביש טהור יחיד של אנתרקן ועל גבישים anthracen מסוממים עם tetracene בשנת 1963 באמצעות אלקטרודה כסף שטח קטן ב 400 וולט. המנגנון המוצע היה עירור מואצת שדה אלקטרונים של הקרינה המולקולרית.


קבוצת האפיפיור דיווחה ב -1965 כי בהיעדר שדה חשמלי חיצוני, אלקטרולומינסנס בגבישי אנתרקן נגרמת על ידי רקומבינציה של אלקטרון וחור תרמי, וכי רמת הניקוז של אנתרקן גבוהה יותר מאנרגיה מאשר רמת האנרגיה של אקסיטון. גם בשנת 1965, W. Helfrich ו WG Schneider של המועצה הלאומית למחקר בקנדה מיוצר פעמיים הזרקה רקומבינציה electroluminescence בפעם הראשונה בגביש יחיד anthracene באמצעות חור אלקטרונים הזרקת אלקטרודות, מבשר המודרנית הזרקת התקנים המודרנית. באותה שנה, חוקרים דאו כימית פטנט שיטה להכנת תאים electroluminescent באמצעות מתח גבוה (500-1500 V) AC מונע (100-3000 הרץ) מבודדים חשמלית אחת מילימטר שכבות דקות של זרחן נמס המורכב אבקת אנתרקן הקרקע, Tetracene, ואת אבקת גרפיט. הציעה מנגנון מעורבים עירור אלקטרוניים על המגעים בין חלקיקי גרפיט ואת מולקולות anthracene.


רוג 'ר פרטרידג' עשה את התצפית הראשונה של electroluminescence מסרטים פולימרי במעבדה הלאומית פיסיקלית בבריטניה. המכשיר כלל סרט של פולי (N-vinylcarbazole) עד 2.2 מיקרומטר עובי הממוקם בין שני הזרקת אלקטרודות. תוצאות הפרויקט היו פטנט בשנת 1975 [16] ופורסם בשנת 1983.


OLEDs מעשיים הראשון

הונג קונג יליד כימאי פיסיקלי צ'ינג W. טאנג ועמיתו לעבודה סטיבן ואן Slyke ב איסטמן קודאק בנה את מכשיר OLED מעשי הראשון בשנת 1987. זו הייתה מהפכה עבור הטכנולוגיה. התקן זה השתמש במבנה רובד דו שכבתי עם חור נפרד הובלה אלקטרונים הובלה שכבות כגון רקומבינציה ו פליטת אור התרחשה באמצע השכבה האורגנית; זה הביא לירידה במתח ההפעלה ושיפור היעילות.


מחקר פולימר electroluminescence שהגיעה לשיאה בשנת 1990 עם JH Burroughes et al. במעבדה Cavendish בקיימברידג 'דיווח על יעילות גבוהה פולטת אור ירוק מכשיר מבוסס פולימר באמצעות 100 סרטים עבה ננומטר של פולי (p-phenylene vinylene).


יוניברסל לתצוגה תאגיד מחזיקה את רוב הפטנטים בדבר מסחור של OLEDs.


עקרון העבודה


QQ 截图 20170425103350.jpg


סכמטי של OLED bilayer: 1. קתודה (-), 2. שכבה אמיסיבית, 3. פליטת קרינה, 4. שכבת מוליך, 5. האנודה (+)


טיפוסית OLED מורכב משכבה של חומרים אורגניים הממוקמים בין שתי אלקטרודות, האנודה ואת הקתודה, כל שהופקדו על המצע. מולקולות אורגניות הם מוליכים חשמלית כתוצאה delocalization של אלקטרונים pi הנגרמת על ידי הצמידה על חלק או את כל המולקולה. חומרים אלה יש רמות מוליכות החל מבודדים כדי מנצחים, ולכן נחשבים מוליכים למחצה אורגניים. האורביטלים המולקולריים הכבושים הגבוהים והנמוכים ביותר (HOMO ו- LUMO) של מוליכים למחצה אורגניים מקבילים להרכב הערכיות וההולכה של מוליכים-למחצה אנאורגניים.


במקור, OLEDs פולימר הבסיסית ביותר כללה שכבה אורגנית אחת. דוגמה אחת היתה המכשיר הראשון פולט אור מסונתז על ידי JH Burroughes et al, אשר מעורבים שכבה אחת של פולי (p-phenylene vinylene). עם זאת OLEDs multilayer יכול להיות מפוברק עם שתי שכבות או יותר כדי לשפר את יעילות המכשיר. כמו גם תכונות מוליכות, חומרים שונים עשויים להיבחר לסייע הזרקה תשלום על האלקטרודות על ידי מתן פרופיל אלקטרוני הדרגתי יותר, או לחסום מטען להגיע האלקטרודה הפוכה להיות מבוזבז. רבים מודרניים OLEDs לשלב מבנה bilayer פשוט, המורכב שכבת מוליך שכבת emissive. ההתפתחויות האחרונות יותר ארכיטקטורת OLED משפר את יעילות הקוונטים (עד 19%) באמצעות heterojunction מדורגת. בארכיטקטורה heterojunction מדורגת, הרכב של חור וחומרי הובלה אלקטרונים משתנה ללא הרף בתוך השכבה emissive עם פולט dopant. הארכיטקטורה heterojunction מדורגת משלבת את היתרונות של שתי ארכיטקטורות קונבנציונאלי על ידי שיפור הזרקת המטען בעת ובעונה אחת איזון תשלום התחבורה בתוך האזור emissive.


במהלך המבצע, מתח מוחל על פני OLED כך כי האנודה חיובית ביחס הקתודה. אנודות נבחרים על בסיס איכות השקיפות האופטית שלהם, מוליכות חשמלית ויציבות כימית. זרם של אלקטרונים זורם דרך המכשיר מקתודה לאנודה, כמו אלקטרונים מוזרקים לתוך LUMO של השכבה האורגנית על הקתודה ו נסוג מן HOMO ב האנודה. תהליך זה האחרון עשוי גם להיות מתואר כמו הזרקה של חורים אלקטרונים לתוך HOMO. כוחות אלקטרוסטטיים מביאים את האלקטרונים ואת החורים אחד כלפי השני והם recombine להרכיב אקסיטון, מצב כבול של האלקטרון ואת החור. זה קורה קרוב יותר לשכבת emissive, כי בחורים אורגניים מוליכים למחצה הם בדרך כלל יותר ניידים מאשר אלקטרונים. הדעיכה של מצב נרגש זה גורמת להרפיה ברמות האנרגיה של האלקטרון, מלווה בפליטת קרינה שתדירותה באזור הגלוי. תדירות קרינה זו תלויה בפער הלהקה של החומר, במקרה זה ההבדל באנרגיה בין HOMO ו- LUMO.


כמו אלקטרונים וחורים הם פרמיונים עם ספין חצי שלם, אקסיטון עשוי להיות במצב סינגלט או מדינה משולשת, תלוי איך ספינים של האלקטרון ואת החור כבר משולב. סטטיסטית שלוש אקסיטונים שלישיה תוקם עבור כל אקסיטון סינגלט. דעיכה משלוש מדינות (זרחני) הוא ספין אסורה, הגדלת ציר הזמן של המעבר להגביל את היעילות הפנימית של התקני ניאון. דיודות פולטות אור אורגניות זרחניות משתמשות באינטראקציות של ספין-מסלול כדי להקל על מעבר בין מערכות בין סינגלט לשלוש, ובכך להשיג פליטה ממצבים של סינגלט ושלוש, ושיפור היעילות הפנימית.


אינדיום פח תחמוצת (ITO) הוא נפוץ כמו חומר האנודה. הוא שקוף לאור הנראה ויש לו פונקציה עבודה גבוהה אשר מקדם הזרקה של חורים לרמת HOMO של השכבה האורגנית. שכבת מוליך אופיינית עשויה להיות מורכבת PEDOT: PSS כמו רמת HOMO של חומר זה בדרך כלל שקרים בין פונקציית העבודה של ITO ו HOMO של פולימרים נפוצים אחרים, הפחתת מחסומי האנרגיה עבור הזרקת חור. מתכות כגון בריום וסידן משמשים לעתים קרובות עבור הקתודה כפי שיש להם פונקציות עבודה נמוכה אשר לקדם הזרקה של אלקטרונים לתוך LUMO של השכבה האורגנית. מתכות כאלה הם תגובתי, ולכן הם דורשים שכבת מכסה של אלומיניום כדי למנוע השפלה.


מחקר ניסיוני הוכיח כי המאפיינים של האנודה, במיוחד את הטופוגרפיה האנודה / חור שכבת התחבורה (HTL) טופוגרפיה ממלא תפקיד מרכזי יעילות, ביצועים, ואת החיים של דיודות פולטות אור אורגני. פגמים על פני השטח של האנודה ירידה האנודה האנודה הידבקות ממשק הסרט, להגדיל את ההתנגדות החשמלית, ולאפשר היווצרות תכופים יותר של כתמים כהים שאינם emissive בחומר OLED להשפיע לרעה על החיים. מנגנונים להקטנת החספוס של האנודה עבור מצעי איטו / זכוכית כוללים שימוש בסרטים דקים ובמונולרים מתוצרת עצמית. כמו כן, מצעים חלופיים חומרים האנודה נחשבים להגדיל את הביצועים OLED ואת החיים. דוגמאות אפשריות כוללות מצעים ספיר יחיד קריסטל מטופלים זהב (Au) סרט אנודות מניבות פונקציות עבודה נמוכה יותר, מתח הפעלה, ערכי התנגדות חשמלית, ואת החיים של OLEDs גדל.


התקנים המוביל יחיד משמשים בדרך כלל כדי ללמוד את הקינטיקה ואת תשלום מנגנוני התחבורה של חומר אורגני יכול להיות שימושי כאשר מנסים ללמוד תהליכי העברת האנרגיה. כמו הנוכחי באמצעות המכשיר מורכב רק סוג אחד של נושאת תשלום, או אלקטרונים או חורים, רקומבינציה לא מתרחשת ולא אור נפלטים. לדוגמה, מכשירים אלקטרונים בלבד ניתן להשיג על ידי החלפת ITO עם עבודה נמוכה יותר מתכת עבודה אשר מגדיל את מחסום האנרגיה של הזרקת חור. באופן דומה, התקנים חור רק יכול להתבצע באמצעות קתודה שנעשו אך ורק של אלומיניום, וכתוצאה מכך מחסום אנרגיה גדול מדי עבור הזרקת אלקטרונים יעיל.


יתרת חוב

הזרקת מטען מאוזנת והעברת נדרשים כדי להשיג יעילות פנימית גבוהה, פליטה טהורה של שכבת בהיקות ללא פליטה מזוהמת משכבת הובלה, ויציבות גבוהה. דרך נפוצה לאיזון המטען מייעלת את עובי שכבת ההובלה, אך קשה לשלוט בה. דרך נוספת היא באמצעות exciplex. אקסיפלקס נוצר בין זוגות החור (p-type) ו-הובלה אלקטרונית (n) סוג כדי למקם זוגות אלקטרונים חור. אנרגיה מועברת לאחר מכן luminophore ולספק יעילות גבוהה. דוגמה של שימוש exciplex הוא השתלת Oxadiazole ו carbazole יחידות בצד אדום diketopyrrolopyrrole-Doped קופולימר הראשי שרשרת מראה שיפור יעילות קוונטית חיצוני טוהר צבע ללא OLED אופטימיזציה.


טכנולוגיות חומר

מולקולות קטנות


QQ 截图 20170425103413.jpg

Alq3, נפוץ OLEDs מולקולה קטנה

OLEDs יעיל באמצעות מולקולות קטנות פותחו לראשונה על ידי ד"ר צ'ינג W. Tang et al. ב איסטמן קודאק. המונח OLED מתייחס באופן מסורתי לסוג זה של המכשיר, אם כי המונח SM-OLED הוא גם בשימוש.


מולקולות בשימוש נפוץ OLEDs כוללים chelates organometallic (למשל Alq3, המשמש מכשיר פולטת אור אורגני דיווחו על ידי Tang et al.), צבעים פלואורסצנטי זרחני דנדרימרים מצומדות. מספר חומרים משמשים את מאפייני ההובלה תשלום שלהם, למשל triphenylamine ונגזרות משמשים בדרך כלל כחומרים לשכבות הובלה חור. צבעים פלורסנט ניתן לבחור לקבל פליטת אור באורכי גל שונים, וכן תרכובות כגון נגזרות perylene, רוברן ו quinacridone משמשים לעתים קרובות. Alq3 כבר משמש פולט ירוק, חומר התחבורה אלקטרונים וכמארח עבור צבעי צהוב ואדום פולטות.


הייצור של התקנים מולקולה קטנה מציג בדרך כלל אידוי תרמי בחלל ריק. זה הופך את תהליך הייצור יקר יותר ושימוש מוגבל עבור מכשירים באזור גדול, מאשר טכניקות עיבוד אחרות. עם זאת, בניגוד מכשירים מבוססי פולימר, תהליך בתצהיר ואקום מאפשר היווצרות של סרטים מבוקרים היטב, הומוגנית, ובניית מבנים מורכבים מאוד שכבת רב. גמישות גבוהה זו בתכנון השכבות, המאפשרת הובלת מטענים שונים ושכבת חסימת המטען להיווצרות, היא הסיבה העיקרית ליעילות הגבוהה של OLEDs המולקולות הקטנות.


פליטת קוהרנטית מן לייזר צבע מסוממים טנדם מכשיר SM-OLED, נרגש במשטר פועם, כבר הפליטה הפליטה היא כמעט דיפרקציה מוגבל עם רוחב ספקטרלי דומה לזה של לייזרים צבע פס רחב.


חוקרים מדווחים על הארה ממולקולה אחת של פולימר, המייצגת את הדיודה הקטנה ביותר פולטת אור אורגנית (OLED). מדענים יוכלו לייעל חומרים לייצר פליטות אור חזקות יותר. לבסוף, עבודה זו היא צעד ראשון לקראת ביצוע רכיבים בגודל מולקולה המשלבים תכונות אלקטרוניות ואופטיות. מרכיבים דומים יכולים ליצור את הבסיס של מחשב מולקולרי.

QQ 截图 20170425103433.jpg


דיודות פולטות אור פולימריות


QQ 截图 20170425103433.jpg


פולי (p-phenylene vinylene), המשמש PLED הראשון


דיודות פולטות אור פולימריות (PLED), פולימרים פולטים אור (LEP), כרוכות בפולימר מוליך-אלקטרוליני, המוליך אור כאשר הוא מחובר למתח חיצוני. הם משמשים כסרט דק עבור מציג צבע מלא ספקטרום. פולימרים OLEDs הם די יעיל ודורשים כמות קטנה יחסית של כוח עבור כמות האור המיוצר.


בתצהיר ואקום היא לא שיטה מתאימה ליצירת סרטים דקים של פולימרים. עם זאת, פולימרים ניתן לעבד בפתרון, ציפוי ספין היא שיטה נפוצה של הפקדת סרטים פולימריים דק. שיטה זו מתאימה יותר ליצירת סרטים אזור גדול מאשר אידוי תרמי. לא נדרש ואקום, וחומרים emissive יכול להיות מיושם גם על המצע על ידי טכניקה הנגזרת הדפסת דיו מסחרי. עם זאת, כמו היישום של שכבות עוקבות נוטה לפזר אלה כבר נוכחים, היווצרות של מבנים multilayer קשה עם שיטות אלה. קטודה המתכת עדיין עשוי להיות מופקדים על ידי אידוי תרמי בחלל ריק. שיטה חלופית בתצהיר ואקום היא להפקיד סרט Langmuir-Blodgett.


פולימרים אופייניים המשמשים מציג טעונים כוללים נגזרות של פולי (p-phenylene vinylene) ו polyfluorene. החלפת שרשראות הצד על גבי עמוד השדרה של הפולימר עשויה לקבוע את צבע האור הנפלט או את היציבות ואת המסיסות של הפולימר לביצועים וקלות העיבוד. בעוד שפולי (p-phenylene vinylene) (p-phenylene vinylene) (PPV) בדרך כלל אינו מסיס, מספר PPVs ו הקשורים פולי (naphthalene וינלן) של (PNVs) כי הם מסיסים ממיסים אורגניים או מים הוכנו באמצעות פתיחת טבעת פילמור metathesis. אלה פולימרים מסיסים במים או אלקטרוליטים פולי מצומדות (CPEs) גם יכול לשמש שכבות הזרקת חור לבד או בשילוב עם חלקיקים כמו גראפן.


חומרים זרחניים


QQ 截图 20170425103501.jpg


Ir (מובי) 3, דופנט זרחני אשר פולט אור ירוק.


אור אורגני זרחני פולטות אור דיודות להשתמש בעקרון electrophosphorescence להמיר אנרגיה חשמלית OLED אל האור בצורה יעילה מאוד, עם יעילות קוונטית פנימית של מכשירים כאלה מתקרב 100%.


בדרך כלל, פולימר כגון פולי (N-vinylcarbazole) משמש כחומר המארח אליו מורכב מורכבים organometallic נוסף כמו דופנט. מתחמי אירידיום כגון Ir (mppy) 3 נמצאים כיום במוקד המחקר, אם כי קומפלקסים המבוססים על מתכות כבדות אחרות כגון פלטינה שימשו גם.


אטום המתכת הכבד שבמרכז הקומפלקסים הללו מציג צימוד חזק של ציר ספין, המקל על מעבר בין מערכות בין סינגלט לשלוש. באמצעות אלה חומרים זרחניים, הן אקסיטונים סינגלט ו משולשת יוכלו להתפורר radiatively, ומכאן שיפור יעילות קוונטית פנימית של המכשיר לעומת התחנן סטנדרטי שבו רק מדינות סינגלט יתרום פליטת האור.


יישומים של OLEDs במצב מוצק תאורה דורשים את ההישג של בהירות גבוהה עם CIE טוב קואורדינטות (עבור פליטה לבן). השימוש במינים macromolecular כמו polyses oligomeric silsesquioxanes (POSS) בשילוב עם השימוש זנים זרחני כגון איר עבור OLEDs מודפס הציגו בהירות כמו 10,000 cd / m2.


ארכיטקטורות של מכשירים

מִבְנֶה

פליטה תחתונה או למעלה

ההבחנה מלמטה או למעלה אינה מתייחסת לאוריינטציה של תצוגת ה- OLED, אלא לכיוון שמפלט אור מהמכשיר. התקני OLED מסווגים כהתקני פליטה תחתונה אם האור הנפלט עובר דרך האלקטרודה התחתונה השקופה או השקופה למחצה והמצע שעליו נוצר הלוח. התקני פליטה מובילים מסווגים בהתאם לשאלה האם האור הנפלט ממכשיר ה- OLED יוצא דרך המכסה שנוסף לאחר ייצור המכשיר. OLEDs פולטות למעלה מתאימים טוב יותר עבור יישומים מטריקס פעיל כפי שהם יכולים להיות משולבים בקלות רבה יותר עם backplane טרנזיסטור שקוף. מערך TFT המצורפת לתחתית המצע שבו AMOLEDs מיוצרים הם בדרך כלל לא שקוף, וכתוצאה מכך חסימה משמעותית של האור המועבר אם המכשיר בעקבות תוכנית פולטת התחתונה.

שקוף OLEDs

OLEDs שקוף להשתמש שקוף או אנשי קשר שקופים למחצה על שני צדי המכשיר כדי ליצור מציג שניתן לעשות כדי להיות פליטה מלמעלה למטה (שקוף). TOLEDs יכול לשפר מאוד את הניגוד, מה שהופך אותו הרבה יותר קל להציג מציג באור השמש. טכנולוגיה זו יכולה לשמש מציג ראש למעלה, חלונות חכמים או יישומי מציאות מוגברת.

הטרוג'וינציה מדורגת

OLEDs מדורגים מדורגים בהדרגה להפחית את היחס בין חורים אלקטרונים אלקטרונים הובלה כימיקלים. תוצאות זה כמעט להכפיל את יעילות הקוונטים של OLEDs הקיים.

מוערמים OLEDs

מוערמים OLEDs להשתמש בארכיטקטורה פיקסל ערימות אדום, ירוק וכחול subpixels על גבי אחד את השני במקום זה ליד זה, מה שמוביל לעלייה משמעותית בעומק סולם ועומק צבע, וכן הפחתת הפער פיקסל. נכון לעכשיו, טכנולוגיות תצוגה אחרות כוללות את הפיקסלים של RGB (ו- RGBW) הממופים זה ליד זה ומקטינים את הרזולוציה האפשרית.

הפוך OLED

בניגוד OLED קונבנציונאלי, שבו האנודה ממוקם על המצע, OLED הפוכה משתמש קתודה התחתונה, כי ניתן לחבר את קצה הניקוז של ערוץ TFT n במיוחד עבור עלות נמוכה סיליקון אמורפי TFT backplane שימושי ייצור של מציג AMOLED.

טכנולוגיות דפוסים

דגימות אור אורגני התקנים פולטים להשתמש בשכבה אלקטרו אקטיבית מופעל או חום. חומר סמוי (PEDOT-TMA) כלול בשכבה זו, עם הפעלתו, הופך להיות יעיל ביותר כשכבת הזרקת חור. באמצעות תהליך זה, אור פולטות התקנים עם דפוסי שרירותי יכול להיות מוכן.


דפוס צבע ניתן להשיג באמצעות לייזר, כגון העברת סובלימציה המושרה באמצעות קרינה (RIST).


הדפוס האורגני של סילון אדי (OVJP) משתמש בגז המוביל אינרטי, כגון ארגון או חנקן, להולכת מולקולות אורגניות מתנדפות (כמו בתצהיר שלב אדים אורגני). הגז מסולק באמצעות זרבובית או זרבובית מיקרומטר בגודל קרוב למצע כפי שהוא מתורגם. זה מאפשר דפוס דפוסים multilayer שרירותי ללא שימוש ממיסים.


תצוגות OLED קונבנציונלי נוצרות על ידי אידוי תרמי אדי (VTE) והם בדוגמת על ידי מסכה צל. מסכה מכנית יש פתחים המאפשר אדי לעבור רק על המיקום הרצוי.


כמו חומר סילון דיו בתצהיר, תחריט דיו (IJE) הפקדות כמויות מדויקות של ממס על גבי מצע שנועד לסלק באופן סלקטיבי את החומר המצע ולגרום מבנה או דפוס. הזרקת דיו של שכבות פולימר ב OLED של ניתן להשתמש כדי להגדיל את יעילות מחוץ צימוד הכוללת. ב OLEDs, האור המיוצר מן השכבות emissive של OLED מועבר חלקית מתוך המכשיר ואת לכודים חלקית בתוך המכשיר על ידי השתקפות פנימית מלאה (TIR). זה האור לכוד הוא גל מונחה לאורך החלק הפנימי של המכשיר עד שהוא מגיע לקצה שבו הוא מתפזר על ידי ספיגה או פליטה. דיו תחריט ניתן להשתמש באופן סלקטיבי לשנות את השכבות הפולימריות של מבנים OLED כדי להקטין את TIR הכולל ולהגדיל את יעילות צימוד מחוץ של OLED. לעומת שכבת פולימר לא חרוט, שכבת פולימר מובנה במבנה OLED מן התהליך IJE מסייע להקטין את TIR של התקן OLED. ממיסים IJE הם אורגניים בדרך כלל במקום מבוסס מים בשל הטבע הלא חומצי שלהם ואת היכולת ביעילות להמיס חומרים בטמפרטורות מתחת לנקודת הרתיחה של מים.


טכנולוגיות לוח אם

לקבלת תצוגה ברזולוציה גבוהה כמו טלוויזיה, לוח אם TFT נחוץ כדי להניע את הפיקסלים כראוי. נכון לעכשיו, טמפרטורה נמוכה polycrystalline סיליקון (LTPS) - סרט דק טרנזיסטור (TFT) משמש מציג AMOLED מסחרי. LTPS-TFT יש וריאציה של הביצועים בתצוגה, כך מעגלים פיצוי שונים דווחו. בשל הגבלת הגודל של לייזר excimer המשמש LTPS, גודל AMOLED היה מוגבל. כדי להתמודד עם המשוכה הקשורה לגודל הפאנל, backplanes סיליקון אמורפי / סיליקון microcrystalline דווחו עם הפגנות אב טיפוס להציג גדול.


זִיוּף

העברת הדפסה היא טכנולוגיה המתעוררים להרכיב מספר גדול של התקנים מקבילים OLED ו- AMOLED ביעילות. הוא מנצל תצהיר מתכת רגיל, photolithography, וכן תחריט כדי ליצור סימני יישור נפוץ על זכוכית או מצעים המכשיר אחרים. שכבות דבק פולימר דק מוחלים על מנת לשפר את ההתנגדות חלקיקים ופגמים פני השטח. Microsale ICs הם העברת מודפס על משטח דבק ולאחר מכן אפוי כדי לרפא לחלוטין שכבות דבק. שכבת פולימר נוספת רגישה מוחלת על המצע כדי להסביר את הטופוגרפיה שנגרמה על ידי מעגלים מודפסים, reintroducing משטח שטוח. Photolithography ו תחריט מסיר כמה שכבות פולימר לחשוף רפידות מוליך על ICs. לאחר מכן, שכבת האנודה מוחל על הלוח האחורי של המכשיר כדי ליצור האלקטרודה התחתונה. שכבות OLED מוחלים על שכבת האנודה עם בתצהיר אדי קונבנציונאלי, מכוסה בשכבת מוליך מתכת מוליך. החל בשנת 2011 העברת הדפסה היה מסוגל להדפיס על גבי מצעים היעד עד 500 מ"מ X 400mm. מגבלת גודל זו צריכה להתרחב להעברת הדפסה כדי להפוך לתהליך נפוץ עבור ייצור של תצוגות OLED / AMOLED גדולות.


יתרונות


QQ 截图 20170425103521.jpg


הדגמה של 4.1 "אבטיפוס תצוגה גמישה מ Sony


עלות נמוכה יותר בעתיד

OLEDs ניתן להדפיס על כל מצע מתאים על ידי מדפסת הזרקת דיו או אפילו על ידי הדפסה המסך, באופן תיאורטי מה שהופך אותם זולים יותר לייצר מאשר תצוגות LCD או פלזמה. עם זאת, ייצור של המצע OLED כיום יקר יותר מזה של TFT LCD, עד שיטות הייצור ההמוני עלויות נמוכות יותר באמצעות מדרגיות. רול ל-רול שיטות בתצהיר אדים עבור התקנים אורגניים מאפשרים ייצור המוני של אלפי מכשירים לדקה עבור עלות מינימלית; עם זאת, טכניקה זו גם גורם לבעיות: התקנים עם שכבות מרובות יכול להיות מאתגר לעשות בגלל רישום רירית את השכבות המודפסות השונות עד לרמה הנדרשת של דיוק.

מצעי פלסטיק קלים וגמישים

תצוגות OLED יכול להיות מפוברק על מצעים פלסטיק גמישים, המוביל ייצור אפשרי של דיודות פולטות אור אורגני גמיש עבור יישומים חדשים אחרים, כגון מציג גליל למעלה מוטבע בדים או בגדים. אם מצע כמו polyethylene terephthalate (PET) ניתן להשתמש, מציג עשוי להיות מיוצר בזול. יתר על כן, מצעים פלסטיק הם לנפץ עמיד, בניגוד מציג זכוכית המשמשים התקני LCD.

איכות תמונה טובה יותר

OLEDs מאפשרים יחס ניגודיות גדול יותר זווית צפייה רחבה לעומת LCDs, כי פיקסלים OLED פולטים אור ישירות. יתר על כן, צבעים פיקסל OLED מופיעים נכונים ו unshifted, גם כאשר זווית הצפייה גישות 90 מעלות מן הרגיל.

יעילות חשמל טובה יותר ועובי

LCDs לסנן את האור הנפלטים מתוך תאורה אחורית, ומאפשר חלק קטן של אור דרך. לכן, הם לא יכולים להראות שחור אמיתי. עם זאת, רכיב OLED לא פעיל אינו מייצר אור או לצרוך כוח, ומאפשר שחור נכון. הסרת תאורה אחורית גם עושה OLEDs מצית כי כמה מצעים לא נחוצים. כאשר מסתכלים OLEDs פולטות העליון, עובי גם משחק תפקיד כאשר מדברים על שכבת האינדקס שכבות (IMLs). עוצמת הפליטה משופרת כאשר עובי IML הוא 1.3-2.5 ננומטר. ערך השבירה ואת ההתאמה של המאפיין IMLs אופטי, כולל הפרמטרים מבנה המכשיר, גם לשפר את עוצמת הפליטה בעוביים אלה.

זמן תגובה

OLEDs גם יש זמן תגובה הרבה יותר מהיר מאשר LCD. באמצעות טכנולוגיות זמן תגובה פיצוי, המהיר ביותר LCD המודרני יכול להגיע פעמים תגובה נמוך כמו 1 MS עבור המעבר המהיר ביותר שלהם צבע, והם מסוגלים תדרים רענון גבוה כמו 240 הרץ. על פי LG, זמני התגובה של OLED הם עד 1,000 פעמים מהר יותר מה- LCD, ומניחים הערכות שמרניות מתחת ל -10 μs (0.01 ms), אשר עשויות להתאים תיאורטית לתדרי רענון המתקרבים ל -100 קילו-הרץ (100,000 הרץ). בשל זמן התגובה המהיר ביותר שלהם, מציג OLED יכול גם להיות מתוכנן בקלות להיות strobed, יצירת אפקט דומה CRT הבהוב על מנת למנוע את התנהגות מדגם ו- hold לראות על שני LCDs וכמה מציג OLED, אשר יוצר את התפיסה של תנועה לטשטש.


חסרונות


QQ 截图 20170425105126.jpg


LEP (פולט אור פולימר) להציג כישלון חלקי



QQ 截图 20170425105140.jpg


תצוגה OLED ישן מראה ללבוש


אורך חיים, משך חיים

הבעיה הטכנית הגדולה ביותר עבור OLEDs היה החיים המוגבלים של חומרים אורגניים. אחד 2008 דו"ח טכני על פאנל טלוויזיה OLED מצא כי "אחרי 1,000 שעות בהיקות כחול מושפל ב -12%, האדום ב -7% ואת הירוק על ידי 8%." בפרט, OLEDs כחול היסטורית היו חיים של כ 14,000 שעות עד חצי בהירות מקורית (חמש שנים ב 8 שעות ביום), כאשר נעשה שימוש לצגים שטוחים. זה נמוך יותר מאשר החיים טיפוסי של LCD, LED או PDP הטכנולוגיה. כל כרגע הוא מדורג על 25,000-40,000 שעות עד חצי בהירות, בהתאם ליצרן המודל. ההידרדרות מתרחשת בגלל הצטברות של מרכזי רקומבינציה לא רדיאטיווית וארובות זרחניות באזור החמצן. הוא אמר כי התמוטטות כימית של מוליכים למחצה מתרחשת בארבעה שלבים: 1) רקומבינציה של נושאות תשלום באמצעות ספיגת אור UV, 2) דיסוציאציה homolytic, 3) לאחר מכן תגובות רדיקליות נוספות שנוצרו π רדיקלים, 4) חוסר פרופורציה בין שני רדיקלים וכתוצאה מכך מימן- Atom העברת תגובות. עם זאת, כמה יצרנים "מציג במטרה להגדיל את תוחלת החיים של מציג OLED, דוחפים את החיים הצפוי שלהם בעבר של תצוגות LCD על ידי שיפור outcoupling אור, ובכך להשיג את אותה בהירות לעבר זרם נמוך יותר הנוכחי. בשנת 2007, OLEDs ניסיוני נוצרו אשר יכול לקיים 400 cd / m2 של בהיקות במשך 198,000 שעות עבור OLEDs ירוק 62,000 שעות עבור OLEDs כחול.


איזון צבע

בנוסף, כמו חומר OLED המשמש לייצור האור כחול degrades באופן משמעותי יותר מהר מאשר חומרים המייצרים צבעים אחרים, פלט אור כחול יקטן יחסית צבעים אחרים של אור. וריאציה זו בפלט הצבע הדיפרנציאלי תשנה את איזון הצבע של התצוגה, והיא הרבה יותר בולטת מאשר ירידה בהיקות הכוללת. זה יכול להימנע חלקית על ידי התאמת איזון צבע, אבל זה עשוי לדרוש מעגלים מתקדמים שליטה אינטראקציה עם המשתמש, אשר אינו מקובל על המשתמשים. בדרך כלל, היצרנים מייעלים את גודל התת-הסוגים של R, G ו- B כדי להפחית את הצפיפות הנוכחית באמצעות תת-התצורה כדי להשוות את החיים במלואם בהיקות מלאה. לדוגמה, תת-פיקסל כחול עשוי להיות גדול ב -100% מהתת-סרק הירוק. התת-הסומק האדום עשוי להיות קטן ב -10% מהירוק.


יעילות של OLEDs כחול

שיפורים היעילות ואת החיים של OLEDs כחול חיוני להצלחה של OLEDs כמו תחליפים עבור טכנולוגיית LCD. מחקר ניכר הושקעו בפיתוח OLEDs כחול עם יעילות קוונטית חיצוני גבוה, כמו גם צבע כחול עמוק יותר. ערכי יעילות קוונטית חיצוניים של 20% ו -19% דווחו על דיודות אדומות (625 ננומטר) וירוקות (530 ננומטר), בהתאמה. עם זאת, דיודות כחולות (430 ננומטר) יש רק הצליחו להשיג מקסימום הקוונטים החיצוניים יעילות בטווח של 4% עד 6%.


נזקי מים

מים יכולים באופן מיידי לפגוע בחומרים אורגניים של מציג. לכן, שיפור תהליכי איטום חשובים לייצור מעשי. נזק מים במיוחד עשוי להגביל את תוחלת החיים של תצוגות גמישות יותר.


ביצועים בחוץ

כמו טכנולוגיית התצוגה emissive, OLEDs להסתמך לחלוטין על המרת חשמל לאור, בניגוד לרוב LCDs אשר במידה מסוימת רפלקטיביים. נייר אלקטרוני מוביל את הדרך יעילות עם ~ 33% רפלקטיביות האור הסביבה, המאפשר להציג לשמש ללא כל מקור אור פנימי. קטודה מתכתי במעשים OLED כמראה, עם ההחזרה מתקרב 80%, מה שמוביל לקריאה ירודה באור הסביבה מבריק כגון בחוץ. עם זאת, עם היישום הנכון של מקטב מעגלית ציפוי antireflective, ההשתקפות מפוזר יכול להיות מופחת פחות מ 0.1%. עם 10,000 תאורה תקרית fc (מצב מבחן טיפוסי הדמיה תאורה חיצונית), זה מניב ניגודיות פוטופית מקורב של 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.