info@panadisplay.com
Diode orgànic emissor de llum (OLED)

Diode orgànic emissor de llum (OLED)

Apr 25, 2017

OLED


QQ% s% 20170425103234.jpg


Panells de il·luminació OLED prototips


QQ% s% 20170425103319.jpg


Demostració d'un dispositiu OLED flexible


Un díode emissor de llum orgànica (OLED) és un díode emissor de llum (LED) en què la capa emissiva electroluminescente és una pel·lícula de compost orgànic que emet llum en resposta a un corrent elèctric. Aquesta capa de semiconductors orgànics està situada entre dos elèctrodes; Normalment, almenys un d'aquests elèctrodes és transparent. Els OLED s'utilitzen per crear pantalles digitals en dispositius com ara pantalles de televisió, monitors d'ordinador, sistemes portàtils com ara telèfons mòbils, consoles de mà i PDA. Una àrea important de recerca és el desenvolupament de dispositius OLED blancs per al seu ús en aplicacions d'enllumenat d'estat sòlid.


Hi ha dues famílies principals de OLED: aquelles basades en petites molècules i aquelles que utilitzen polímers. L'addició d'ions mòbils a un OLED crea una cel·la electroquímica emissora de llum (LEC) que té un mode d'operació lleugerament diferent. Es pot utilitzar una pantalla OLED amb un esquema de control de matriu passiva (PMOLED) o matriu activa (AMOLED). A l'esquema PMOLED, cada fila (i línia) de la pantalla es controla seqüencialment, una per una, mentre que el control AMOLED utilitza un backplane de transistors de pel·lícules primes per accedir directament i canviar cada píxel individual o apagat, permetent una resolució més alta i més gran Mides de visualització.


Una pantalla OLED funciona sense llum de fons; Per tant, pot mostrar nivells negres profunds i pot ser més prim i més lleuger que una pantalla de cristall líquid (LCD). En condicions de llum baixa (com ara una cambra fosca), una pantalla OLED pot aconseguir una major relació de contrast que una pantalla LCD, independentment de si el LCD utilitza làmpades fluorescents de càtode fred o una retroiluminación LED.



Història

André Bernanose i els col·laboradors de la Nancy-Université a França van fer les primeres observacions sobre electroluminiscencia en matèria orgànica a principis dels anys cinquanta. Es van aplicar tensions altes alternatives en l'aire a materials com la taronja d'acridina, ja sigui dipositada o dissolt en pel·lícules fines de cel·lulosa o cel·lofà. El mecanisme proposat era l'excitació directa de les molècules de tintura o l'excitació dels electrons.


El 1960 Martin Pope i alguns dels seus companys de treball de la Universitat de Nova York van desenvolupar contactes òxids d'elèctrodes fosques en cristalls orgànics. També van descriure els requisits energètics necessaris (funcions de treball) per a contactes d'elèctrodes per forats i electrons. Aquests contactes són la base de la injecció de càrrega en tots els dispositius OLED moderns. El grup del papa també va observar per primer cop l'electroluminiscència de corrent continu (DC) sota buit en un únic cristall pur d'antracè i en cristalls d'antracè dopats amb tetracè el 1963 utilitzant un petit elèctrode de plata a 400 volts. El mecanisme proposat va ser l'excitació electrònica accelerada pel camp de la fluorescència molecular.


El grup del Papa va informar el 1965 que, en absència d'un camp elèctric extern, l'electroluminescència en cristalls d'antracè està provocada per la recombinació d'un electró i forat termalitzat i que el nivell de conductor de l'antracè és més elevat en energia que el nivell d'energia excitònica. També en 1965, W. Helfrich i WG Schneider del National Research Council de Canadà van produir la electroluminiscencia de doble recombinació d'injecció per primera vegada en un cristall únic d'antracè utilitzant elèctrodes i elèctrodes d'injecció, el precursor dels moderns dispositius de doble injecció. El mateix any, els investigadors de Dow Chemical van patentar un mètode per a la preparació de cèl·lules electroluminescents amb capes primes aïllades elèctricament a força d'alta tensió (500-1500 V) AC (100-3000 Hz) aïllades elèctricament d'un fòsfor fos que consisteix en pols de antraceno terrestre, Tetracè i pols de grafit. El seu mecanisme proposat va suposar l'excitació electrònica en els contactes entre les partícules de grafit i les molècules d'antraceno.


Roger Partridge va realitzar la primera observació d'electroluminiscencia a partir de pel·lícules de polímers al Laboratori Nacional de Física del Regne Unit. El dispositiu consistia en una pel·lícula de poli (N-vinilcarbazol) de fins a 2,2 micres de gruix situat entre dos elèctrodes d'injecció de càrrega. Els resultats del projecte van ser patentats el 1975 [16] i publicats el 1983.


Les primeres OLED pràctiques

El químic físic nord-americà Ching W. Tang i el seu company de treball Steven Van Slyke a Eastman Kodak van construir el primer dispositiu OLED pràctic el 1987. Aquesta va ser una revolució per a la tecnologia. Aquest dispositiu usava una nova estructura de dues capes amb transport de forats separats i capes de transport d'electrons de tal manera que la recombinació i l'emissió de llum es produïen al centre de la capa orgànica; Això va comportar una reducció de la tensió de funcionament i millores en l'eficiència.


La investigació sobre la electroluminiscència de polímers va culminar el 1990 amb JH Burroughes et al. Al Laboratori Cavendish de Cambridge informant un dispositiu basat en polímers que emeten llum verda d'alta eficiència utilitzant films de 100 nm de gruix de poli (p-fenilè vinilè).


Universal Display Corporation té la majoria de patents relacionades amb la comercialització de OLEDs.


Principi de treball


QQ% s es el tema 20170425103350.jpg


Esquema d'una bicapa OLED: 1. Catròode (-), 2. Capa emissiva, 3. Emissió de radiació, 4. Capa conductora, 5. Ànode (+)


Un OLED típic es compon d'una capa de materials orgànics situada entre dos elèctrodes, l'ànode i el càtode, tots dipositats sobre un substrat. Les molècules orgàniques són conductores elèctriques com a conseqüència de la deslocalització dels electrons de pi causats per la conjugació sobre una part o tota la molècula. Aquests materials tenen nivells de conductivitat que van des d'aïlladors fins a conductors i, per tant, es consideren semiconductors orgànics. Els orbitals moleculars ocupats i els més baixos ocupats (HOMO i LUMO) dels semiconductors orgànics són anàlegs a les bandes de valència i de conducció de semiconductors inorgànics.


Originalment, l'OLED de polímers més bàsic va consistir en una única capa orgànica. Un exemple va ser el primer dispositiu emissor de llum sintetitzat per JH Burroughes et al., Que va implicar una sola capa de poli (p-fenilè vinilè). Tanmateix, les OLED de múltiples capes es poden fabricar amb dues o més capes per millorar l'eficiència del dispositiu. A més de les propietats conductores, es poden triar diferents materials per ajudar a la injecció de càrrega en els elèctrodes proporcionant un perfil electrònic més gradual o bloquejar una càrrega que arribi a l'elèctrode oposat i que es perdés. Moltes OLED modernes incorporen una estructura simple de bicapa, que consisteix en una capa conductora i una capa emissiva. Els desenvolupaments més recents en arquitectura OLED milloren l'eficiència quàntica (fins a un 19%) mitjançant l'ús d'una heterojunció graduada. En l'arquitectura d'heterojunció graduada, la composició dels materials de transport de forats i electrons varia contínuament dins de la capa emissiva amb un emissor dopant. L'arquitectura heteronjunta graduada combina els avantatges d'ambdues arquitectures convencionals mitjançant la millora de la injecció de càrrega alhora que equilibra el transport de càrrega dins de la regió emissiva.


Durant l'operació, s'aplica una tensió a través de l'OLED de manera que l'ànode sigui positiu pel que fa al càtode. Els anemes es recullen en funció de la qualitat de la seva transparència òptica, conductivitat elèctrica i estabilitat química. Un corrent d'electrons flueix a través del dispositiu des del càtode fins a l'ànode, ja que els electrons s'injecten a la LUMO de la capa orgànica del càtode i es retira del HOMO a l'ànode. Aquest últim procés també es pot descriure com la injecció de forats d'electrons a la HOMO. Les forces electrostàtiques porten els electrons i els forats cap a l'altre i es recombinen formant un exciton, un estat unitari de l'electró i el forat. Això passa més a prop de la capa emissiva, ja que en els semiconductors orgànics els forats són generalment més mòbils que els electrons. La decadència d'aquest estat excitat resulta en una relaxació dels nivells d'energia de l'electró, acompanyada per l'emissió de radiacions la freqüència de les quals es troba a la regió visible. La freqüència d'aquesta radiació depèn del buit de banda del material, en aquest cas la diferència d'energia entre el HOMO i el LUMO.


A mesura que els electrons i els forats són fermions amb un gir de mig enters, un exciton pot estar en un estat singlete o un estat triplet en funció de com s'hagin combinat els spins de l'electró i el forat. Estadísticament, tres excitons triplet es formaran per a cada exciton singlet. La decadència dels estats triplet (fosforescència) està prohibida, augmentant l'escala de temps de la transició i limitant l'eficiència interna dels dispositius fluorescents. Els díodes emissors de llum orgànics fosforescents fan servir interaccions d'espín-òrbita per facilitar l'encreuament entre intersistemes entre els estats singlet i triplet, obtenint així l'emissió dels estats singlet i triplet i la millora de l'eficiència interna.


L'òxid d'indi de l'estany (ITO) s'utilitza habitualment com a material de ànode. És transparent per a la llum visible i té una alta funció de treball que promou la injecció de forats en el nivell HOMO de la capa orgànica. Una capa conductora típica pot consistir en PEDOT: PSS, ja que el nivell HOMO d'aquest material es troba generalment entre la funció de treball de l'ITO i el HOMO d'altres polímers comunament utilitzats, reduint les barreres energètiques per a la injecció de forats. Metalls com el bari i el calci s'utilitzen sovint per al càtode ja que tenen funcions de treball baixes que promouen la injecció d'electrons a la LUMO de la capa orgànica. Aquests metalls són reactius, de manera que requereixen una capa d'alumini per a evitar la degradació.


La investigació experimental ha demostrat que les propietats de l'ànode, específicament la topografia de la interfície de la capa de transport d'àtoms / forats (HTL), tenen un paper important en l'eficiència, el rendiment i la vida útil dels díodes emissors de llum orgànica. Les imperfeccions a la superfície de l'ànode disminueixen l'adherència de la interfície de pel·lícula anodònic-orgànic, augmenten la resistència elèctrica i permeten la formació més freqüent de punts foscos no emissius en el material OLED que afecten negativament la vida. Els mecanismes per disminuir la rugositat de l'ànode per als substrats d'ITO / vidre inclouen l'ús de pel·lícules primes i monocapes autoensamblades. A més, s'estan considerant substrats alternatius i materials anòdics per augmentar el rendiment OLED i la vida útil. Alguns exemples possibles inclouen substrats de safir de cristall senzill tractats amb ànodes de pel·lícula d'or (Au) que donen funcions de treball més baixes, voltatges de funcionament, valors de resistència elèctrics i augment de la vida de les OLED.


Els dispositius d'un sol proveïdor solen utilitzar-se per estudiar la cinètica i carregar els mecanismes de transport d'un material orgànic i poden ser útils quan es tracta d'estudiar processos de transferència d'energia. Com que el dispositiu actual està format per un únic tipus de portador de càrrega, electrons o forats, la recombinació no es produeix i no s'emet cap llum. Per exemple, els dispositius només es poden obtenir substituint l'ITO amb una menor funció de metall de treball que augmenta la barrera d'energia de la injecció de forats. De la mateixa manera, els dispositius només es poden fer utilitzant un càtode fabricat únicament amb alumini, que resulta en una barrera d'energia massa gran per a la injecció electrònica eficient.


Saldo del transportista

Es requereix una injecció i transferència de càrrega equilibrada per obtenir una eficiència interna alta, una emissió pura de capa de luminància sense emissions contaminades des de les capes de transport de càrrega i una gran estabilitat. Una forma comuna d'equilibrar la càrrega és optimitzar el gruix de la càrrega que transporta les capes, però és difícil de controlar. Una altra manera és utilitzar l'exciplex. Exciplex es va formar entre cadenes laterals de transport de forats (p-tipus) i de transport electrònic (n-tipus) per localitzar els parells de forats d'electrons. L'energia es transfereix a la llumòfora i proporciona una alta eficiència. Un exemple d'ús de l'exciplex és l'injecció Oxadiazole i les unitats laterals de carbazol en la cadena principal de copolímers dopades per dicetopirrolopirrol mostren una eficiència quàntica externa millorada i una puresa del color sense OLED optimitzat.


Tecnologies de materials

Molècules petites


QQ% s% 20170425103413.jpg

Alq3, comunament usat en petites molècules OLEDs

Els OLED eficients que utilitzen molècules petites van ser desenvolupats pel Dr. Ching W. Tang et al. A Eastman Kodak. El terme OLED tradicionalment es refereix específicament a aquest tipus de dispositiu, encara que el terme SM-OLED també està en ús.


Les molècules que s'utilitzen habitualment en OLED inclouen quelats organometàl·lics (per exemple, Alq3, que s'utilitzen en el dispositiu orgànic emissor de llum denunciat per Tang et al.), Colorants fluorescents i fosforescents i dendrímers conjugats. S'utilitzen diversos materials per a les seves propietats de transport de càrrega, per exemple trifenilamina i derivats s'utilitzen habitualment com a materials per a capes de transport de forats. Els colorants fluorescents es poden triar per obtenir emissions lleugeres a diferents longituds d'ona, i sovint s'utilitzen compostos com els derivats de perilè, rubè i quinacridona. Alq3 s'ha utilitzat com a emissor verd, material de transport electrònic i com a amfitrió per a colorants emissors de color groc i vermell.


La producció de dispositius i pantalles de petites molècules normalment implica l'evaporació tèrmica en buit. Això fa que el procés de producció sigui més car i d'ús limitat per als dispositius de gran superfície, que altres tècniques de processament. No obstant això, contràriament als dispositius basats en polímers, el procés de deposició de buit permet la formació de films ben controlats i homogenis i la construcció de estructures de múltiples capes molt complexes. Aquesta alta flexibilitat en el disseny de capes, que permet que es formi un transport de càrrega diferent i capes de bloqueig de càrrega, és la raó principal de les altes eficiències de les OLED de petites molècules.


S'ha demostrat l'emissió coherent d'un dispositiu tàndem SM-OLED dopat amb colorant làser, excitat en el règim polsat. L'emissió es limita gairebé a la difracció amb un ample espectral similar al dels làsers de tint de banda ampla.


Els investigadors informen luminescència d'una sola molècula de polímer, que representa el dispositiu de díode emissor de llum orgànica (OLED) més petit possible. Els científics podran optimitzar substàncies per produir emissions de llum més potents. Finalment, aquest treball és un primer pas cap a la fabricació de components de mida molecular que combinen propietats electròniques i òptiques. Components similars podrien formar la base d'una computadora molecular.

QQ% s% 20170425103433.jpg


Diodes emissors de polímer


QQ% s es el tema 20170425103433.jpg


Poli (p-fenilen vinilè), utilitzat en el primer PLED


Els dímers emissors de polímer (PLED), també polímers que emeten llum (LEP), impliquen un polímer conductor electroluminiscente que emet llum quan es connecta a una tensió externa. S'utilitzen com una pel·lícula prima per a pantalles de colors d'espectre complet. Els OLED de polímers són molt eficients i requereixen una quantitat relativament petita de potència per la quantitat de llum produïda.


La deposició al buit no és un mètode adequat per formar films prims de polímers. No obstant això, els polímers es poden processar en solució, i el recobriment d'espín és un mètode comú per dipositar pel·lícules de polímer primes. Aquest mètode és més adequat per formar films de gran superfície que l'evaporació tèrmica. No es requereix buit, i els materials emissius també es poden aplicar sobre el substrat mitjançant una tècnica derivada de la impressió d'injecció de tinta comercial. No obstant això, atès que l'aplicació de capes posteriors tendeix a dissoldre les ja presents, la formació d'estructures multicapa és difícil amb aquests mètodes. El càtode metàl·lic encara necessita ser dipositat per evaporació tèrmica al buit. Un mètode alternatiu per a la deposició de buit és la de dipositar una pel·lícula de Langmuir-Blodgett.


Els polímers típics utilitzats en pantalles aclaparades inclouen derivats de poli (p-fenilen vinilè) i polifluorè. La substitució de les cadenes laterals a la columna vertebral del polímer pot determinar el color de la llum emesa o l'estabilitat i la solubilitat del polímer per al rendiment i la facilitat de processament. Si el poli (p-fenileno vinilè) (PPV) no substitueix sol ser insoluble, diversos PPV I els poli (naftalè vinilè) s relacionats (PNV) que són solubles en dissolvents orgànics o en aigua s'han preparat mitjançant polimerització de metàtesis d'obertura de l'anell. Aquests polímers solubles en aigua o electròlits polials conjugats (CPE) també es poden utilitzar com a capes d'injecció per forats soles o en combinació amb nanopartícules com el grafè.


Materials fosforescents


QQ% s% 20170425103501.jpg


Ir (mppy) 3, un dopant fosforescent que emet llum verda.


Els díodes emissors de llum orgànica fosforescents utilitzen el principi d'electrofessoscència per convertir l'energia elèctrica en un OLED a la llum d'una manera molt eficient, amb l'eficiència quàntica interna d'aquests dispositius que s'acosten al 100%.


Normalment, s'utilitza un polímer com el poli (N-vinilcarbazol) com a material amfitrió al qual s'afegeix un complex organometàl·lic com a dopant. Els complexos de Iridium com Ir (mppy) 3 són actualment el focus de recerca, encara que també s'han utilitzat complexos basats en altres metalls pesants com el platí.


L'àtom de metall pesat al centre d'aquests complexos presenta un fort acoblament d'òrbita de spin, que facilita el pas entre intersistemes entre els estats singlet i triplet. Mitjançant l'ús d'aquests materials fosforescents, els excitons singlet i triplet podran decaure radiativament, de manera que es millora l'eficiència quàntica interna de l'aparell en comparació amb un estàndard que advoca perquè només els estats individuals contribueixin a l'emissió de llum.


Les aplicacions de OLED en il·luminació d'estat sòlid requereixen l'assoliment d'una alta brillantor amb bones coordenades CIE (per a emissions blanques). L'ús d'espècies macromoleculars com silsesquioxanes oligomèriques polièdriques (POSS) juntament amb l'ús d'espècies fosforescents com Ir per a OLEDs impresos han mostrat brillants fins a 10.000 cd / m2.


Arquitectures del dispositiu

Estructura

Emissió inferior o superior

La distinció inferior o superior no es refereix a l'orientació de la pantalla OLED, però a la direcció que emet la llum surt el dispositiu. Els dispositius OLED es classifiquen com a dispositius d'emissió inferior si la llum emesa passa per l'elèctrode inferior o semitransparent transparent i el substrat sobre el qual es va fabricar el panell. Els dispositius d'emissió principals es classifiquen segons si la llum emesa pel dispositiu OLED surt o no a través de la tapa que s'afegeix després de la fabricació del dispositiu. Les OLED que emeten un emissió més alta són més adequades per a les aplicacions de matriu activa ja que es poden integrar més fàcilment amb un backplane de transistor no transparent. La matriu TFT adjunta al substrat inferior sobre la qual es fabriquen AMOLEDs no solen ser transparents, el que suposa un bloqueig considerable de la llum transmesa si el dispositiu seguia un esquema emissor inferior.

OLEDs transparents

Els OLED transparents utilitzen contactes transparents o semitransparents a ambdós costats del dispositiu per crear pantalles que es poden fer tant a la part superior com a la inferior (transparent). TOLEDs pot millorar molt el contrast, el que fa que sigui molt més fàcil veure pantalles amb la llum del sol brillant. Aquesta tecnologia es pot utilitzar en pantalles de capçalera, finestres intel·ligents o aplicacions de realitat augmentada.

Heterojunció calificada

Els helicògrafs graduats OLED disminueixen gradualment la proporció de forats d'electrons a productes químics que transporten electrons. Això resulta en gairebé el doble de l'eficiència quàntica dels OLED existents.

OLED apilats

Els OLEDs apilats utilitzen una arquitectura de píxels que apila els subpíxels vermells, verds i blaus, en lloc d'un al costat de l'altre, donant lloc a un augment substancial de la gamma i la profunditat del color i redueix considerablement la bretxa del píxel. Actualment, altres tecnologies de visualització tenen els píxels RGB (i RGBW) mapats al costat de l'altre, disminuint la resolució potencial.

OLED invertit

A diferència d'un OLED convencional, en què l'ànode es col·loca sobre el substrat, un OLED invertit utilitza un càtode inferior que es pot connectar a l'extrem de drenatge d'un TFT de n-canal, especialment per al pla posterior de TFT de silici amorfo de baix cost. Fabricació de pantalles AMOLED.

Tecnologies de modelatge

Els dispositius orgànics d'emissió de llum orgànics utilitzen una capa electrònica activada per la llum o la calor. Un material latent (PEDOT-TMA) s'inclou en aquesta capa que, després de l'activació, es converteix en una capa d'injecció altamente eficient. Mitjançant aquest procés, es poden preparar dispositius que emeten llum amb patrons arbitraris.


El modelatge de colors es pot aconseguir mitjançant làser, com ara la transferència de sublimació induïda per radiació (RIST).


La impressió per raig de vapor orgànic (OVJP) utilitza un gas portador inert, com ara argó o nitrogen, per transportar molècules orgàniques evaporades (com en la deposició de fase de vapor orgànic). El gas s'expulsa a través d'un broquet de mida micròmetre o d'un filtre prop del substrat a mesura que es tradueix. Això permet imprimir patrons de capes múltiples arbitràries sense l'ús de dissolvents.


Les pantalles OLED convencionals estan formades per evaporació tèrmica de vapor (VTE) i estan modelades per màscara d'ombra. Una màscara mecànica té obertures que permeten que el vapor passi només a la ubicació desitjada.


Igual que el dipòsit de material per injecció de tinta, el gravat d'injecció de tinta (IJE) deposita quantitats precises de dissolvent en un substrat dissenyat per dissoldre selectivament el material del substrat i induir una estructura o patró. L'aiguafort d'injecció de tinta de les capes de polímer a OLED's es pot utilitzar per augmentar l'eficiència global de l'acoblament. En OLED, la llum produïda a partir de les capes emissives de l'OLED es transmet parcialment fora del dispositiu i parcialment atrapada a l'interior del dispositiu mitjançant la reflexió interna total (TIR). Aquesta llum atrapada es guia per ones al llarg de l'interior del dispositiu fins que arriba a una vora on es dissipa per absorció o emissió. L'aiguafort d'injecció de tinta es pot utilitzar per alterar selectivament les capes polimèriques d'estructures OLED per reduir el TIR general i augmentar l'eficiència de l'OLED. En comparació amb una capa de polímer no gravada, la capa de polímer estructurada en l'estructura OLED del procés IJE ajuda a disminuir el TIR del dispositiu OLED. Els dissolvents IJE són comunament orgànics en comptes d'aigües a causa de la seva naturalesa no àcida i la capacitat de dissoldre efectivament materials a temperatures sota el punt d'ebullició de l'aigua.


Tecnologies de backplane

Per obtenir una pantalla d'alta resolució com un televisor, cal un pla posterior TFT per conduir els píxels correctament. Actualment, el silici policristalino de baixa temperatura (LTPS) - transistor de pel·lícula prima (TFT) s'utilitza per a pantalles AMOLED comercials. LTPS-TFT té una variació del rendiment en una pantalla, per la qual cosa s'han informat diversos circuits de compensació. A causa de la limitació de mida del làser excimer utilitzat per LTPS, la grandària AMOLED era limitada. Per fer front a l'obstacle relacionat amb la grandària del panell, s'han reportat backplanes amorfo-silici / microcristal·lí-silici amb prototips de gran pantalla.


Fabricació

La transferència d'impressió és una tecnologia emergent per muntar un gran nombre de dispositius OLED i AMOLED paral·lels de manera eficient. Aprofita la deposició metàl·lica estàndard, la fotolitografia i l'aiguafort per crear marques d'alineació comunament sobre substrats de vidre o d'altres dispositius. S'apliquen capes adhesives de polímer prim per millorar la resistència a les partícules i defectes superficials. Els circuits microscals es transmeten per transferència a la superfície adhesiva i després s'alimenten per guarir completament les capes adhesives. S'aplica una capa de polímer fotosensible addicional al substrat per tenir en compte la topografia provocada pels circuits impresos, reintroduint una superfície plana. La fotolitografia i l'aiguafort eliminen algunes capes de polímer per descobrir coixinets conductors a les IC. Després, la capa d'ànode s'aplica al pla posterior del dispositiu per formar l'elèctrode inferior. Les capes OLED s'apliquen a la capa d'ànode amb una deposició de vapor convencional i es cobreixen amb una capa d'elèctrode de metall conductor. A partir del 2011 la transferència d'impressió era capaç d'imprimir sobre substrats objectiu fins a 500 mm X 400 mm. Aquest límit de mida ha d'expandir-se per a la transferència d'impressió per convertir-se en un procés comú per a la fabricació de pantalles OLED / AMOLED grans.


Avantatges


QQ% s es el tema 20170425103521.jpg


Demostració d'un display protector de 4.1 "de Sony


Menor cost en el futur

Els OLEDs es poden imprimir en qualsevol substrat adequat mitjançant una impressora d'injecció de tinta o fins i tot mitjançant serigrafia, que en teòric els fa més barats que els aparells LCD o plasma. Tanmateix, la fabricació del substrat OLED és actualment més costosa que la d'un TFT LCD, fins que els mètodes de producció massiva redueixen els costos a través de l'escalabilitat. Els mètodes de deposició de vapor per a dispositius orgànics permeten la producció massiva de milers de dispositius per minut per un cost mínim; No obstant això, aquesta tècnica també provoca problemes: els dispositius amb múltiples capes poden ser difícils de realitzar a causa de la inscripció, alineant les diferents capes impreses amb el grau de precisió requerit.

Sòls de plàstic lleugers i flexibles

Les pantalles OLED es poden fabricar en substrats de plàstic flexibles, la qual cosa permet la fabricació de díodes emissors de llum orgànics flexibles per a altres aplicacions noves, com ara pantalles d'enrotllament incrustades en teixits o peces de vestir. Si es pot utilitzar un substrat com el tereftalat de polietilè (PET), les pantalles es poden produir de manera econòmica. A més, els substrats de plàstic són resistents a la ruptura, a diferència de les pantalles de vidre que s'utilitzen en els dispositius LCD.

Millor qualitat d'imatge

Els OLED permeten una major relació de contrast i un angle de visió més ampli en comparació amb els LCD, ja que els píxels OLED emeten llum directament. A més, els colors de píxels OLED apareixen correctes i no desplaçats, encara que l'angle de visió s'aproximi 90 ° respecte al normal.

Millor eficiència energètica i gruix

Les pantalles LCD filtren la llum emesa des d'una llum de fons, permetent una petita fracció de la llum. Per tant, no poden mostrar un veritable negre. Tanmateix, un element OLED inactiu no produeix llum ni potència de consum, cosa que permet que els negres siguin reals. La reproducció de la llum de fons també fa que els OLED siguin més lleugers perquè no es necessiten substrats. En mirar els OLED que emeten un alt nivell, el gruix també juga un paper quan es parla de capes de concordança d'índex (IML). La intensitat de l'emissió es millora quan el gruix IML és d'1,3-2,5 nm. El valor refractiu i la concordança de la propietat IML òptica, inclosos els paràmetres d'estructura del dispositiu, també milloren la intensitat d'emissió en aquests gruixos.

Temps de resposta

Els OLED també tenen un temps de resposta molt més ràpid que un LCD. Mitjançant les tecnologies de compensació de temps de resposta, les LCDs més ràpides i modernes poden arribar a temps de resposta tan baixes com 1 ms per la seva transició de color més ràpida, i són capaços d'actualitzar freqüències tan altes com 240 Hz. Segons LG, els temps de resposta OLED són fins a 1.000 vegades més ràpids que els LCD, amb estimacions conservatives inferiors a 10 μs (0.01 ms), que podrien acomodar, teòricament, freqüències de refresc properes a 100 kHz (100.000 Hz). A causa del seu temps de resposta extremadament ràpid, les pantalles OLED també es poden dissenyar fàcilment per a ser acanalades, creant un efecte similar al parpelleig CRT per tal d'evitar el comportament de mostreig i manteniment que es veu tant a les pantalles LCD com a algunes pantalles OLED, la qual cosa crea la percepció De desenfocament de moviment.


Desavantatges


QQ% s% 20170425105126.jpg


Pantalla LEP (polímer emissor de llum) que mostra fracàs parcial



QQ% s% 20170425105140.jpg


Una pantalla OLED antiga que mostra desgast


Esperança de vida

El major problema tècnic per als OLED va ser la vida limitada dels materials orgànics. Un informe tècnic de 2008 sobre un panell de televisors OLED va trobar que "després de 1.000 hores la luminància blava es va degradar un 12%, el vermell el 7% i el verd el 8%". En particular, els OLED blaus històricament han tingut una vida útil d'aproximadament 14.000 hores a la meitat de la brillantor original (cinc anys a les 8 hores del dia) quan s'utilitzen per a pantalles planes. Això és inferior a la vida típica de la tecnologia LCD, LED o PDP. Cadascuna està actualment valorada entre 25.000 i 40.000 hores a la meitat de la brillantor, segons el fabricant i el model. La degradació es produeix a causa de l'acumulació de centres de recombinació no radiactiva i d'apagadors de luminescència a la zona emissiva. Es diu que la ruptura química dels semiconductors es produeix en quatre passos: 1) recombinació dels portadors de càrrega a través de l'absorció de la llum UV, 2) dissociació homolítica, 3) reaccions d'addició radical posterior que formen radicals π i 4) desproporció entre dos Radicals que generen reaccions de transferència d'àtoms d'hidrogen. Tanmateix, algunes pantalles de fabricants tenen com a objectiu augmentar la vida útil de les pantalles OLED, tot impulsant la seva vida esperada més enllà de les pantalles LCD, millorant el desbloqueig de la llum, aconseguint així la mateixa brillantor en una unitat d'accionament més baixa. L'any 2007 es van crear OLED experimentals que poden suportar 400 cd / m2 de luminància per més de 198.000 hores per OLED verd i 62.000 hores per OLED blau.


Balanç de color

A més, com el material OLED utilitzat per produir llum blava es degrada de forma significativa més ràpidament que els materials que produeixen altres colors, la llum de llum blava disminuirà en relació amb els altres colors de la llum. Aquesta variació en la sortida del color diferencial canviarà el saldo del color de la pantalla i és molt més notable que una disminució de la luminància general. Això es pot evitar parcialment ajustant l'equilibri del color, però això pot requerir circuits de control avançats i la interacció amb l'usuari, cosa que és inacceptable per als usuaris. Tanmateix, els fabricants optimitzen la mida dels subpíxels R, G i B per reduir la densitat de corrent a través del subpixel per tal d'igualar la vida a la lluminositat completa. Per exemple, un subpixel blau pot ser 100% més gran que el subpixel verd. El subpíxel vermell pot ser un 10% més petit que el verd.


Eficiència de les OLED blaves

Les millores en l'eficiència i la durada de l'OLED en color blau són vitals per a l'èxit dels OLED com reemplaçaments per a la tecnologia LCD. S'ha invertit una considerable investigació en el desenvolupament d'OLED blau amb una gran eficiència quàntica externa i un color blau més profund. S'han informat valors externs d'eficiència quàntica del 20% i del 19% per díodes vermells (625 nm) i verd (530 nm), respectivament. No obstant això, els díodes blaus (430 nm) només han pogut aconseguir la màxima eficiència quàntica externa en el rang del 4% al 6%.


Danys a l'aigua

L'aigua pot fer malbé de manera instantània els materials orgànics de les pantalles. Per tant, els processos de segellat millorats són importants per a la fabricació pràctica. Els danys causats per l'aigua, especialment, poden limitar la longevitat de les pantalles més flexibles.


Performance a l'aire lliure

Com a tecnologia de visualització emissiva, els OLED es basen completament a convertir la llum en llum, a diferència de la majoria de les pantalles LCD que són fins a cert punt reflectives. El paper electrònic porta el camí en eficiència amb una reflectivitat de la llum ambiental del ~ 33%, permetent que la pantalla s'utilitzi sense cap font de llum interna. El càtode metàl·lic d'un OLED actua com a mirall, amb reflectància aproximada al 80%, que condueix a una poca lectura en una llum ambient brillant com a l'aire lliure. No obstant això, amb la correcta aplicació d'un polaritzador circular i recobriments antireflectants, la reflectància difusa es pot reduir a menys del 0,1%. Amb 10.000 illuminació incident fc (condició de prova típica per a la simulació d'il·luminació exterior), que produeix un contrast fotopic aproximat de 5: 1. Els avenços recents en les tecnologies OLED, però, permeten que els OLED siguin realment millors que els LCDs amb una intensa llum solar. La pantalla Super AMOLED del Galaxy S5, per exemple, es va trobar que va superar totes les pantalles LCD del mercat en termes de brillantor i reflectància.


Consum energètic

Mentre que un OLED consumirà al voltant del 40% de la potència d'un LCD que mostra una imatge principalment negra, per a la majoria d'imatges consumirà el 60-80% de la potència d'una pantalla LCD. Tanmateix, un OLED pot utilitzar més de tres vegades més poder per mostrar una imatge amb un fons blanc, com ara un document o un lloc web. Això pot reduir la durada de la bateria en dispositius mòbils, quan s'utilitzen fons blancs.


Fabricants i usos comercials


QQ% s es el tema 20170425105154.jpg


Imatge ampliada de la pantalla AMOLED al telèfon intel·ligent Google Nexus One usant el sistema RGBG de la família PenTile Matrix.


QQ% s% 20170425105212.jpg


Pantalla FEU OLOR de 3,8 cm (1.5 polzades) d'un reproductor multimèdia Creative ZEN V


QQ% s es el tema 20170425105228.jpg


Il luminació OLED en un centre comercial a Aquisgrà, Alemanya


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.