OLED - OLED

Organická světelná dioda
OEL vpravo.JPG
Prototyp OLED osvětlovací panely
Typ VEDENÝ

Organické světlo emitující dioda ( OLED nebo organické LED ), také známý jako organické elektroluminiscenční ( organický EL ) dioda , je světlo emitující dioda (LED), ve kterém emisní elektroluminiscenční vrstva je film z organické sloučeniny , která vyzařuje světlo v reakci na elektrický proud. Tato organická vrstva se nachází mezi dvěma elektrodami; typicky je alespoň jedna z těchto elektrod průhledná. OLED se používají k vytváření digitálních displejů v zařízeních, jako jsou televizní obrazovky, počítačové monitory a přenosné systémy, jako jsou smartphony a ruční herní konzole . Hlavní oblastí výzkumu je vývoj bílých OLED zařízení pro použití v polovodičových osvětlovacích aplikacích.

Existují dvě hlavní rodiny OLED: rodiny založené na malých molekulách a polymery . Přidáním mobilních iontů do OLED vznikne elektrochemický článek emitující světlo (LEC), který má mírně odlišný provozní režim. Displej OLED lze ovládat pomocí schématu řízení s pasivní maticí (PMOLED) nebo aktivní maticí ( AMOLED ). Ve schématu PMOLED je každý řádek (a řádek) na displeji ovládán postupně, jeden po druhém, zatímco AMOLED ovládání používá tenkovrstvou tranzistorovou propojovací rovinu pro přímý přístup a zapnutí nebo vypnutí každého jednotlivého pixelu, což umožňuje vyšší rozlišení a větší velikosti displeje.

Ačkoli jeho název vypadá podobně, OLED se zásadně liší od svého bratrance LED . LED je založena na struktuře diody pn. V LED se doping používá k vytvoření p- a n- oblastí změnou vodivosti hostitelského polovodiče. OLED nepoužívají strukturu pn. Doping OLED se používá ke zvýšení radiační účinnosti přímou modifikací kvantově mechanické optické rekombinační rychlosti. Doping se navíc používá ke stanovení vlnové délky emise fotonů. OLED doping je diskutován dále v tomto článku.

OLED displej funguje bez podsvícení, protože vyzařuje viditelné světlo . Může tedy zobrazovat hluboké úrovně černé a může být tenčí a lehčí než displej z tekutých krystalů (LCD). Za špatných světelných podmínek (například v temné místnosti) může obrazovka OLED dosáhnout vyššího kontrastního poměru než LCD bez ohledu na to, zda LCD používá zářivky se studenou katodou nebo podsvícení LED . OLED displeje jsou vyráběny stejným způsobem jako LCD, ale po vytvoření TFT (pro aktivní maticové displeje), adresovatelné mřížky (pro pasivní maticové displeje) nebo ITO segmentu (pro segmentové displeje) je displej potažen vstřikováním otvorů, transportem a blokováním vrstvy, stejně jako elektroluminiscenční materiál po 2 prvních vrstvách, načež může být ITO nebo kov znovu aplikován jako katoda a později je celý stoh materiálů zapouzdřen. Vrstva TFT, adresovatelná mřížka nebo segmenty ITO slouží jako anoda, která může být vyrobena z ITO nebo kovu, nebo jsou k ní připojeny. OLED mohou být flexibilní a průhledné, přičemž průhledné displeje se používají ve smartphonech s optickými čtečkami otisků prstů a flexibilní displeje se používají ve skládacích smartphonech .

Dějiny

André Bernanose a spolupracovníci z Nancy-Université ve Francii provedli první pozorování elektroluminiscence v organických materiálech na počátku 50. let minulého století. Na materiály, jako je akridinový pomeranč , aplikovaly vysoké střídavé napětí ve vzduchu , buď usazené na tenkých vrstvách celulózy nebo celofánu, nebo rozpuštěné v celulóze. Navrhovaným mechanismem byla buď přímá excitace molekul barviva, nebo excitace elektronů.

V roce 1960 Martin Pope a někteří jeho spolupracovníci na Newyorské univerzitě vyvinuli ohmické kontakty elektrody s tmavým vstřikováním do organických krystalů. Dále popsali nezbytné energetické požadavky ( pracovní funkce ) na kontakty elektrod s otvory a elektrony. Tyto kontakty jsou základem vstřikování náboje ve všech moderních zařízeních OLED. Popeova skupina také poprvé pozorovala elektroluminiscenci stejnosměrného proudu (DC) ve vakuu na jediném čistém krystalu antracenu a na krystalech antracenu dopovaných tetracenem v roce 1963 pomocí maloplošné stříbrné elektrody na 400 voltů . Navrhovaným mechanismem byla pole urychlená elektronová excitace molekulární fluorescence.

Popeova skupina v roce 1965 uvedla, že v nepřítomnosti vnějšího elektrického pole je elektroluminiscence v krystalech antracenu způsobena rekombinací termalizovaného elektronu a díry a že vodivá hladina antracénu je energeticky vyšší než hladina energie excitonu . Také v roce 1965 vyrobili Wolfgang Helfrich a WG Schneider z Národní rady pro výzkum v Kanadě poprvé elektroluminiscenci s dvojitou injekční rekombinací v monokrystalu antracenu pomocí elektrod vstřikovaných otvorem a elektrony, předchůdce moderních zařízení s dvojitým vstřikováním. Ve stejném roce si vědci společnosti Dow Chemical nechali patentovat způsob přípravy elektroluminiscenčních článků pomocí vysokonapěťových (500–1500 V) střídavých (100–3000  Hz) napájených střídavým proudem (100–3000 Hz) elektricky izolovaných milimetrových tenkých vrstev roztaveného fosforu sestávajícího z mletého antracenového prášku, tetracen a grafitový prášek. Jejich navrhovaný mechanismus zahrnoval elektronické buzení na kontaktech mezi částicemi grafitu a molekulami antracenu.

První polymerovou LED (PLED), kterou vytvořil, vytvořil Roger Partridge v National Physical Laboratory ve Spojeném království. Je použit film z poly ( N-vinylkarbazolu ) o tloušťce až 2,2 mikrometru umístěný mezi dvěma elektrodami pro vstřikování náboje. Vytvořené světlo bylo dobře viditelné za normálních světelných podmínek, i když použitý polymer měl 2 omezení; nízká vodivost a obtížnost vstřikování elektronů. Pozdější vývoj konjugovaných polymerů by ostatním umožnil tyto problémy do značné míry eliminovat. Jeho příspěvek byl často přehlížen kvůli utajení, které na projekt ukládá NPL. Když byl v roce 1974 patentován, dostal záměrně nejasný název „catch all“, zatímco ministerstvo průmyslu se pokoušelo najít průmyslové spolupracovníky na financování dalšího rozvoje. V důsledku toho byla publikace odložena až do roku 1983.

Praktické OLED

Chemici Ching Wan Tang a Steven Van Slyke ze společnosti Eastman Kodak postavili první praktické zařízení OLED v roce 1987. Toto zařízení používalo dvouvrstvou strukturu s vrstvami transportujícími oddělené otvory a elektrony transportující takové vrstvy, že uprostřed organické vrstvy došlo k rekombinaci a emisi světla ; to mělo za následek snížení provozního napětí a zlepšení účinnosti.

Výzkum polymerní elektroluminiscence vyvrcholil v roce 1990, JH Burroughes et al. v Cavendish Laboratory na Cambridgeské univerzitě ve Velké Británii, hlásí vysoce účinné zařízení na bázi polymeru vyzařujícího zelené světlo s použitím 100  nm silných filmů z poly (p-fenylen vinylenu) . Přechod z molekulárních na makromolekulární materiály vyřešil problémy, s nimiž se dříve setkávalo dlouhodobá stabilita organických filmů, a umožnil snadnou výrobu vysoce kvalitních filmů. Následný výzkum vyvinul vícevrstvé polymery a nová oblast výzkumu plastové elektroniky a OLED a výroba zařízení rychle rostla. White OLEDs, propagoval J. Kido et al. na univerzitě Yamagata v Japonsku v roce 1995 dosáhla komercializace displejů a osvětlení s podsvícením OLED.

V roce 1999 Kodak a Sanyo uzavřeli partnerství za účelem společného výzkumu, vývoje a výroby OLED displejů. V září téhož roku oznámili první 2,4palcový plnobarevný OLED displej s aktivní matricí na světě. V září 2002 představili na CEATEC Japan prototyp 15palcového displeje formátu HDTV založeného na bílých OLED s barevnými filtry.

Výroba OLED s malými molekulami byla zahájena v roce 1997 společností Pioneer Corporation , poté TDK v roce 2001 a Samsung - NEC Mobile Display (SNMD), který se později stal jedním z největších světových výrobců OLED displejů - Samsung Display, v roce 2002.

Sony XEL-1 , které vyšlo v roce 2007, byl první OLED televizor. Universal Display Corporation , jedna ze společností vyrábějících OLED materiály, je držitelem řady patentů týkajících se komercializace OLED, které používají hlavní výrobci OLED po celém světě.

Dne 5. prosince 2017, JOLED , nástupce Sony a Panasonic je tisková OLED obchodních jednotek, začal první komerční zásilku na světě s inkoustem potištěné OLED panelů.

Pracovní princip

Schéma dvouvrstvé OLED: 1. katoda ( -), 2. emisní vrstva, 3. emise záření, 4. vodivá vrstva, 5. anoda (+)

Typický OLED se skládá z vrstvy organických materiálů umístěných mezi dvěma elektrodami, anodou a katodou , všechny uložené na substrátu . Organické molekuly jsou elektricky vodivé v důsledku delokalizace z pí elektronů způsobených konjugací na části nebo celé molekuly. Tyto materiály mají úrovně vodivosti od izolátorů po vodiče, a proto jsou považovány za organické polovodiče . Nejvyšší obsazené a nejnižší neobsazené molekulární orbitaly ( HOMO a LUMO ) organických polovodičů jsou analogické valenčním a vodivým pásmům anorganických polovodičů.

Původně nejzákladnější polymerní OLED sestávaly z jediné organické vrstvy. Jedním příkladem bylo první zařízení vyzařující světlo syntetizované JH Burroughes et al. , který zahrnoval jednu vrstvu poly (p-fenylen vinylenu) . Vícevrstvé OLED však mohou být vyrobeny se dvěma nebo více vrstvami, aby se zlepšila účinnost zařízení. Kromě vodivých vlastností mohou být vybrány různé materiály, které napomáhají vstřikování náboje na elektrodách poskytováním postupnějšího elektronického profilu nebo zabraňují tomu, aby se náboj dostal na opačnou elektrodu a byl zbytečný. Mnoho moderních OLED má jednoduchou dvouvrstvou strukturu, skládající se z vodivé vrstvy a emisní vrstvy. Vývoj v architektuře OLED v roce 2011 zlepšil kvantovou účinnost (až 19%) pomocí odstupňované heterojunkce. V odstupňované heterojunkční architektuře se složení děrových a elektronových transportních materiálů v emisní vrstvě s dopantovým emitorem plynule mění. Odstupňovaná heterojunkční architektura kombinuje výhody obou konvenčních architektur zlepšením vstřikování náboje při současném vyvažování přenosu náboje v emisní oblasti.

Během provozu je na OLED přiváděno napětí tak, aby byla anoda kladná vzhledem ke katodě. Anody jsou vybírány na základě kvality jejich optické průhlednosti, elektrické vodivosti a chemické stability. Proud elektronů protéká zařízením z katody na anodu, protože elektrony jsou vstřikovány do LUMO organické vrstvy na katodě a odebírány z HOMO na anodě. Tento druhý proces lze také popsat jako vstřikování elektronových děr do HOMO. Elektrostatické síly přinášejí elektrony a otvory k sobě a rekombinují za vzniku excitonu , vázaného stavu elektronu a díry. K tomu dochází blíže části vrstvy emisní vrstvy transportní elektrony, protože v organických polovodičích jsou otvory obecně pohyblivější než elektrony. Rozpad tohoto excitovaného stavu má za následek uvolnění energetických hladin elektronu doprovázené emisí záření, jehož frekvence je ve viditelné oblasti . Frekvence tohoto záření závisí na pásmové mezeře materiálu, v tomto případě na rozdílu energie mezi HOMO a LUMO.

Protože elektrony a díry jsou fermiony s polovičním celočíselným spinem , může být exciton buď ve stavu singletu, nebo ve stavu tripletů v závislosti na tom, jak byly spiny elektronu a díry spojeny. Statisticky se pro každý singletový exciton vytvoří tři tripletové excitony. Rozpad ze tripletových stavů ( fosforescence ) je zakázán, což zvyšuje časový rozsah přechodu a omezuje vnitřní účinnost fluorescenčních zařízení. Fosforeskující organické světlo emitující diody využívají interakce spin-orbit k usnadnění mezisystémového křížení mezi singletovými a tripletovými stavy, čímž se získávají emise ze singletových i tripletových stavů a ​​zlepšuje se vnitřní účinnost.

Jako anodový materiál se běžně používá oxid india a cínu (ITO). Je transparentní pro viditelné světlo a má vysokou pracovní funkci, která podporuje vstřikování otvorů do úrovně HOMO organické vrstvy. Typicky se přidává druhá vodivá (vstřikovací) vrstva, která může sestávat z PEDOT: PSS , protože úroveň HOMO tohoto materiálu obecně leží mezi pracovní funkcí ITO a HOMO jiných běžně používaných polymerů, což snižuje energetické bariéry pro vstřikování otvorů . Kovy, jako je baryum a vápník, se často používají pro katodu, protože mají nízké pracovní funkce, které podporují vstřikování elektronů do LUMO organické vrstvy. Takové kovy jsou reaktivní, takže vyžadují krycí vrstvu hliníku, aby se zabránilo degradaci. Dvě sekundární výhody hliníkové krycí vrstvy zahrnují robustnost elektrických kontaktů a zpětný odraz vyzařovaného světla ven do průhledné vrstvy ITO.

Experimentální výzkum prokázal, že vlastnosti anody, konkrétně topografie rozhraní anodové/díry transportní vrstvy (HTL), hrají hlavní roli v účinnosti, výkonu a životnosti organických světelných diod. Nedokonalosti na povrchu anody snižují adhezi rozhraní anoda-organický film, zvyšují elektrický odpor a umožňují častější tvorbu neemisivních tmavých skvrn v materiálu OLED nepříznivě ovlivňující životnost. Mechanismy ke snížení drsnosti anod pro substráty ITO/sklo zahrnují použití tenkých vrstev a monovrstev sestavených samostatně. Rovněž se zvažují alternativní substráty a anodové materiály ke zvýšení výkonu a životnosti OLED. Mezi možné příklady patří monokrystalické safírové substráty ošetřené zlatými (Au) filmovými anodami poskytujícími nižší pracovní funkce, provozní napětí, hodnoty elektrického odporu a prodlužující se životnost OLED.

Zařízení s jedním nosičem se obvykle používají ke studiu kinetiky a mechanismů přenosu náboje organického materiálu a mohou být užitečná při pokusu o studium procesů přenosu energie. Protože proud skrz zařízení je složen pouze z jednoho typu nosiče náboje, ať už elektronů nebo děr, nedochází k rekombinaci a nevyzařuje žádné světlo. Například zařízení pouze s elektrony lze získat nahrazením ITO kovem s nižší pracovní funkcí, což zvyšuje energetickou bariéru vstřikování otvorů. Podobně lze zařízení s pouze otvory vyrobit pomocí katody vyrobené výhradně z hliníku, což má za následek příliš velkou energetickou bariéru pro efektivní vstřikování elektronů.

Zůstatek nosiče

K dosažení vysoké vnitřní účinnosti, čisté emise jasové vrstvy bez kontaminovaných emisí z vrstev transportujících náboje a vysoké stability je vyžadováno vyvážené vstřikování a přenos náboje. Běžným způsobem vyvažování náboje je optimalizace tloušťky vrstev transportujících náboj, ale je obtížné jej kontrolovat. Dalším způsobem je použití exciplexu. Exciplex vytvořený mezi postranními řetězci transportujícími otvory (p-typ) a elektronově transportujícími (n-typ) k lokalizaci párů elektron-díra. Energie je poté přenesena do luminoforu a poskytuje vysokou účinnost. Příkladem použití exciplexu je roubování bočních jednotek oxadiazolu a karbazolu do hlavního řetězce kopolymeru dopovaného červeným diketopyrrolopyrrolem, který vykazuje zlepšenou vnější kvantovou účinnost a čistotu barev v žádném optimalizovaném OLED.

Materiálové technologie

Malé molekuly

Alq 3 , běžně používaný v OLED s malou molekulou

Účinné OLED využívající malé molekuly byly poprvé vyvinuty Ching W. Tang et al. ve společnosti Eastman Kodak . Termín OLED tradičně odkazuje specificky na tento typ zařízení, ačkoli termín SM-OLED je také používán.

Mezi molekuly běžně používané v OLED patří organokovové cheláty (například Alq 3 , používané v organickém zařízení emitujícím světlo, které uvádí Tang et al. ), Fluorescenční a fosforeskující barviva a konjugované dendrimery . Pro jejich vlastnosti přenosu náboje se používá řada materiálů, například trifenylamin a deriváty se běžně používají jako materiály pro vrstvy transportující otvory. Pro získání světelné emise na různých vlnových délkách lze zvolit fluorescenční barviva a často se používají sloučeniny jako deriváty perylenu , rubrenu a chinakridonu . Alq 3 byl použit jako zelený zářič, materiál pro transport elektronů a jako hostitel pro barviva vyzařující žlutou a červenou barvu.

Výroba zařízení a displejů s malými molekulami obvykle zahrnuje tepelné odpařování ve vakuu. Díky tomu je výrobní proces dražší a má omezené využití pro velkoplošná zařízení než jiné techniky zpracování. Na rozdíl od zařízení na bázi polymerů však proces vakuového nanášení umožňuje vytváření dobře kontrolovaných, homogenních filmů a konstrukci velmi složitých vícevrstvých struktur. Tato vysoká flexibilita v navrhování vrstev, umožňující vytvoření odlišných vrstev transportu náboje a blokování náboje, je hlavním důvodem vysoké účinnosti OLED s malou molekulou.

Byla prokázána koherentní emise z tandemového zařízení SM-OLED dotovaného laserovým barvivem, excitovaného v pulzním režimu. Emise je téměř difrakčně omezená se spektrální šířkou podobnou šířce širokopásmových barevných laserů.

Vědci uvádějí luminiscenci z jediné molekuly polymeru, což představuje nejmenší možné zařízení s OLED (Organic Light-Emitting Diod). Vědci budou schopni optimalizovat látky tak, aby produkovaly silnější světelné emise. Konečně je tato práce prvním krokem k výrobě součástek o velikosti molekul, které kombinují elektronické a optické vlastnosti. Podobné komponenty by mohly tvořit základ molekulárního počítače.

Polymerové světelné diody

poly ( p -fenylen vinylen) , použitý v první PLED

Polymerní světelné diody (PLED, P-OLED), také světlo emitující polymery (LEP), zahrnují elektroluminiscenční vodivý polymer, který při připojení k externímu napětí vyzařuje světlo . Používají se jako tenký film pro barevné spektrální displeje. Polymerní OLED jsou poměrně účinné a na množství produkovaného světla vyžadují relativně malé množství energie.

Vakuové nanášení není vhodnou metodou pro vytváření tenkých vrstev polymerů. Polymery však lze zpracovávat v roztoku a odstřeďování je běžným způsobem nanášení tenkých polymerních filmů. Tato metoda je vhodnější pro vytváření velkoplošných filmů než tepelné odpařování. Není vyžadováno vakuum a emisní materiály lze také nanášet na substrát technikou odvozenou z komerčního inkoustového tisku. Protože však aplikace dalších vrstev má tendenci rozpouštět již přítomné vrstvy, je tvorba vícevrstvých struktur u těchto metod obtížná. Kovovou katodu bude možná ještě nutné uložit tepelným odpařováním ve vakuu. Alternativní metodou vakuové depozice je nanesení Langmuir-Blodgettova filmu .

Typické polymery používané v PLED displejích zahrnují deriváty poly ( p -fenylen vinylenu ) a polyfluorenu . Substituce postranních řetězců na polymerní hlavní řetězec může určit barvu vyzařovaného světla nebo stabilitu a rozpustnost polymeru pro výkon a snadné zpracování. Zatímco nesubstituovaný poly (p-fenylen vinylen) (PPV) je typicky nerozpustný, řada PPV a příbuzných poly (naftalen vinylenů) (PNV), které jsou rozpustné v organických rozpouštědlech nebo ve vodě, byla připravena polymerací polymerázy s otevřením kruhu . Tyto ve vodě rozpustné polymery nebo konjugované polyelektrolyty (CPE) lze také použít jako vrstvy pro vstřikování otvorů samotné nebo v kombinaci s nanočásticemi, jako je grafen.

Fosforeskující materiály

Ir (mppy) 3 , fosforeskující dopant, který vyzařuje zelené světlo.

Fosforeskující organické světlo emitující diody využívají principu elektrofosforescence k vysoce účinné přeměně elektrické energie v OLED na světlo, přičemž vnitřní kvantová účinnost takových zařízení se blíží 100%.

Typicky se jako hostitelský materiál použije polymer, jako je poly ( N-vinylkarbazol ), ke kterému se jako dopant přidá organokovový komplex . Iridiové komplexy , jako Ir (mppy) 3 z roku 2004, byly středem výzkumu, i když byly použity také komplexy založené na jiných těžkých kovech, jako je platina.

Atom těžkých kovů ve středu těchto komplexů vykazuje silnou vazbu spin-orbita, což usnadňuje přechod mezi systémy mezi singletovými a tripletovými stavy. Použitím těchto fosforeskujících materiálů se singletové i tripletové excitony budou moci rozpadat radiačně, čímž se zlepší vnitřní kvantová účinnost zařízení ve srovnání se standardním OLED, kde k emisi světla přispívají pouze singletové stavy.

Aplikace OLED v polovodičovém osvětlení vyžadují dosažení vysokého jasu s dobrými souřadnicemi CIE (pro emise bílé). Použití makromolekulárních druhů, jako jsou polyedrické oligomerní silsesquioxany (POSS) ve spojení s použitím fosforeskujících druhů, jako je Ir, pro tištěné OLED vykazovaly jasy až 10 000  cd/m 2 .

Architektury zařízení

Struktura

Spodní nebo horní emise
Dolní nebo horní rozlišení se netýká orientace OLED displeje, ale směru, kterým vyzařované světlo vychází ze zařízení. Zařízení OLED jsou klasifikována jako zařízení se spodní emisí, pokud vyzařované světlo prochází průhlednou nebo poloprůhlednou spodní elektrodou a substrátem, na kterém byl panel vyroben. Špičková emisní zařízení jsou klasifikována podle toho, zda světlo vyzařované ze zařízení OLED uniká víkem, které je přidáno po výrobě zařízení. Špičkově vyzařující OLED jsou vhodnější pro aplikace s aktivní maticí, protože je lze snadněji integrovat s netransparentní tranzistorovou propojovací deskou. Pole TFT připojené ke spodnímu substrátu, na kterém jsou vyráběny AMOLEDy, je typicky neprůhledné, což má za následek značné zablokování procházejícího světla, pokud zařízení postupuje podle schématu vyzařujícího zespodu.
Transparentní OLED
Transparentní OLED používají průhledné nebo poloprůhledné kontakty na obou stranách zařízení k vytváření displejů, které mohou být vyzařující jak nahoře, tak dole (průhledné). TOLEDy mohou výrazně zlepšit kontrast, takže je mnohem snazší prohlížet displeje na jasném slunci. Tuto technologii lze použít v Head-up displejích , chytrých oknech nebo aplikacích rozšířené reality .
Stupňovaná heterojunkce
Odstupňované heterojunkční OLED postupně snižují poměr elektronových děr k elektronům transportujícím chemikálie. To má za následek téměř dvojnásobnou kvantovou účinnost stávajících OLED.
Skládané OLED
Skládané OLED používají pixelovou architekturu, která místo sebe vedle sebe staví červené, zelené a modré subpixely, což vede k podstatnému zvýšení gamutu a barevné hloubky a výraznému snížení mezery mezi pixely. Jiné technologie zobrazení s pixely RGB (a RGBW) mapovanými vedle sebe mají tendenci snižovat potenciální rozlišení.
Invertovaný OLED
Na rozdíl od konvenční OLED, ve které je anoda umístěna na substrátu, obrácená OLED používá spodní katodu, kterou lze připojit k odtokovému konci n-kanálového TFT, zejména pro levnou zadní desku TFT amorfního křemíku použitelnou v výroba AMOLED displejů.

Všechny OLED displeje (pasivní a aktivní matice) používají ovladač IC, často namontovaný pomocí Chip-on-glass (COG), s použitím anizotropní vodivé fólie .

Technologie barevného vzorování

Metoda vzorování stínové masky

Nejčastěji používanou metodou vzorování pro organické displeje emitující světlo je maskování stínů během nanášení filmu, nazývané také metoda „RGB vedle sebe“ nebo metoda „pixelace RGB“. Plechy s více otvory vyrobenými z materiálu s nízkou tepelnou roztažností, jako je slitina niklu, jsou umístěny mezi ohřívaný zdroj odpařování a substrát, takže organický nebo anorganický materiál ze zdroje odpařování je ukládán pouze na požadované místo na substrátu. Touto metodou byly vyrobeny téměř všechny malé OLED displeje pro smartphony. Při tomto procesu se používají jemné kovové masky (FMM) vyrobené fotochemickým obráběním , připomínající staré stínové masky CRT . Hustota bodů masky určí hustotu pixelů hotového displeje. Jemné hybridní masky (FHM) jsou lehčí než FFM, snižují ohýbání způsobené vlastní hmotností masky a jsou vyráběny pomocí procesu elektroformování. Tato metoda vyžaduje zahřívání elektroluminiscenčních materiálů na 300 ° C tepelnou metodou ve vysokém vakuu 10-5 Pa. Kyslíkoměr zajišťuje, že žádný kyslík nevniká do komory, protože by mohl poškodit (oxidací) elektroluminiscenční materiál, který je v prášková forma. Před každým použitím je maska ​​zarovnána s mateřským substrátem a je umístěna těsně pod substrát. Sestava substrátu a masky je umístěna v horní části nanášecí komory. Poté je vrstva elektrody nanesena vystavením stříbrného a hliníkového prášku 1000 ° C pomocí elektronového paprsku. Stínové masky umožňují vysokou hustotu pixelů až 2 250 PPI. Pro náhlavní soupravy pro virtuální realitu jsou nutné vysoké hustoty pixelů .

Metoda filtru bílá + barva

Přestože metoda vzorování stínové masky je vyspělou technologií používanou od první výroby OLED, způsobuje mnoho problémů, jako je tvorba tmavých skvrn v důsledku kontaktu maska-substrát nebo nesouosost vzoru v důsledku deformace stínové masky. Takovou tvorbu defektů lze považovat za triviální, když je velikost displeje malá, ale při výrobě velkého displeje to způsobuje vážné problémy, což přináší značnou ztrátu výtěžku produkce. Aby se předešlo takovým problémům, byla pro velké televize použita zařízení s bílým vyzařováním s barevnými filtry se 4 subpixely (bílá, červená, zelená a modrá). Navzdory absorpci světla barevným filtrem dokážou nejmodernější televizory OLED velmi dobře reprodukovat barvy, například 100% NTSC , a současně spotřebovávají málo energie. Toho se dosahuje použitím emisního spektra s vysokou citlivostí lidského oka, speciálních barevných filtrů s nízkým překrytím spektra a laděním výkonu s ohledem na statistiku barev. Tento přístup se také nazývá metoda „Color-by-white“.

Jiné přístupy ke vzorování barev

Existují další typy nově vznikajících technologií vzorování, které zvyšují výrobní kapacitu OLED. Patterovatelná organická zařízení emitující světlo používají elektroaktivní vrstvu aktivovanou světlem nebo teplem. V této vrstvě je obsažen latentní materiál ( PEDOT-TMA ), který se po aktivaci stane vysoce účinným jako vrstva pro vstřikování děr. Pomocí tohoto procesu lze připravit zařízení vyzařující světlo s libovolnými vzory.

Barevné vzorování lze dosáhnout pomocí laseru, jako je radiačně indukovaný sublimační přenos (RIST).

Organický parní tryskový tisk (OVJP) používá k přepravě odpařených organických molekul inertní nosný plyn, jako je argon nebo dusík (jako při depozici organické fáze). Plyn je při jeho translaci vytlačován mikrometrickou tryskou nebo soustavou trysek v blízkosti substrátu. To umožňuje tisk libovolných vícevrstvých vzorů bez použití rozpouštědel.

Podobně jako nanášení materiálu inkoustovým paprskem , i inkoustové leptání (IJE) nanáší přesné množství rozpouštědla na substrát určený k selektivnímu rozpouštění substrátového materiálu a vyvolání struktury nebo vzoru. Inkjetové leptání polymerních vrstev v OLED je možné použít ke zvýšení celkové účinnosti out-couplingu. V OLED je světlo produkované emisními vrstvami OLED částečně přenášeno ven ze zařízení a částečně zachyceno uvnitř zařízení celkovým vnitřním odrazem (TIR). Toto zachycené světlo je vedeno vlnou podél vnitřku zařízení, dokud nedosáhne okraje, kde je rozptýleno absorpcí nebo emisí. Inkjetové leptání lze použít k selektivní změně polymerních vrstev struktur OLED, aby se snížil celkový TIR a zvýšila účinnost out-couplingu OLED. Ve srovnání s neleptanou polymerovou vrstvou pomáhá strukturovaná polymerní vrstva ve struktuře OLED z procesu IJE snížit TIR zařízení OLED. IJE rozpouštědla jsou obvykle organická namísto na vodní bázi kvůli jejich nekyselé povaze a schopnosti účinně rozpouštět materiály při teplotách pod bodem varu vody.

Přenosový tisk je rozvíjející se technologií, která umožňuje efektivně shromažďovat velké množství paralelních zařízení OLED a AMOLED. Využívá výhody standardního nanášení kovů, fotolitografie a leptání k vytváření značek zarovnání běžně na skleněných nebo jiných substrátech zařízení. Tenké polymerní lepicí vrstvy se nanášejí za účelem zvýšení odolnosti proti částicím a povrchovým vadám. Mikroskopické integrované obvody jsou přeneseny na adhezivní povrch a poté vypáleny, aby lepivé vrstvy zcela vytvrdly. Na substrát se nanese další fotosenzitivní polymerní vrstva, aby se zohlednila topografie způsobená tištěnými integrovanými obvody, a znovu se zavedl rovný povrch. Fotolitografie a leptání odstraní některé polymerní vrstvy a odhalí vodivé podložky na integrovaných obvodech. Poté se anodová vrstva nanese na základní desku zařízení a vytvoří spodní elektrodu. Vrstvy OLED se nanášejí na anodovou vrstvu konvenčním napařováním a překrývají se vrstvou vodivé kovové elektrody. Od roku 2011 byl přenosový tisk schopen tisknout na cílové podklady až do velikosti 500 mm x 400 mm. Tento limit velikosti je třeba rozšířit, aby se přenosový tisk stal běžným procesem výroby velkých OLED/AMOLED displejů.

Byly prokázány experimentální OLED displeje používající konvenční fotolitografické techniky namísto FMM, což umožňuje velké velikosti substrátu (protože eliminuje potřebu masky, která musí být stejně velká jako substrát) a dobrou kontrolu výtěžku.

Technologie propojovací desky TFT

Pro zobrazení s vysokým rozlišením, jako je televizor, je pro správnou funkci pixelů nezbytná základní deska TFT . Od roku 2019, nízkoteplotní polykrystalický křemík (LTPS)  - tenkovrstvé tranzistory (TFT) je široce používán pro komerční AMOLED displeje. LTPS-TFT má variace výkonu na displeji, takže byly hlášeny různé kompenzační obvody. Kvůli omezení velikosti excimerového laseru použitého pro LTPS byla velikost AMOLED omezená. Aby se vyrovnaly s překážkou související s velikostí panelu, byly hlášeny zadní desky amorfního křemíku/mikrokrystalického křemíku s ukázkami prototypů velkého displeje. IGZO backplane mohou být také použity.

Výhody

Ukázka 4,1 "prototypu flexibilního displeje od Sony

Rozdílný výrobní proces OLED má oproti plochým displejům vyrobeným pomocí technologie LCD několik výhod .

Nižší náklady do budoucna
OLED lze tisknout na jakýkoli vhodný podklad inkoustovou tiskárnou nebo dokonce sítotiskem, teoreticky je výroba levnější než u LCD nebo plazmových displejů . Výroba substrátu OLED od roku 2018 je však nákladnější než u TFT LCD. Metody napařování z role na válec u organických zařízení umožňují hromadnou výrobu tisíců zařízení za minutu za minimální náklady; tato technika však také způsobuje problémy: výroba zařízení s více vrstvami může být náročná kvůli registraci - seřazení různých tištěných vrstev na požadovaný stupeň přesnosti.
Lehké a pružné plastové podklady
Displeje OLED lze vyrábět na flexibilních plastových podkladech, což vede k možné výrobě flexibilních organických světelných diod pro další nové aplikace, jako jsou srolovatelné displeje zabudované do tkanin nebo oděvů. Pokud lze použít substrát, jako je polyethylentereftalát (PET), lze displeje vyrobit levně. Kromě toho jsou plastové substráty odolné proti rozbití, na rozdíl od skleněných displejů používaných v zařízeních LCD.
Lepší kvalita obrazu
OLED umožňují ve srovnání s LCD větší kontrastní poměr a širší pozorovací úhel, protože OLED pixely vyzařují světlo přímo. To také poskytuje hlubší úroveň černé , protože černý OLED displej nevyzařuje žádné světlo. Barvy OLED pixelů navíc vypadají správně a bez posunu, i když se pozorovací úhel blíží 90 ° od normálu .
Lepší energetická účinnost a tloušťka
Displeje LCD filtrují světlo vyzařované z protisvětla a propouští malý zlomek světla. Nemohou tedy ukázat skutečnou černou. Neaktivní prvek OLED však nevytváří světlo ani nespotřebovává energii, což umožňuje skutečnou černou. Sejmutí podsvícení také způsobí, že OLED budou lehčí, protože některé podklady nejsou potřeba. Když se díváme na OLED s nejvyšším výkonem, tloušťka také hraje roli, když mluvíme o vrstvách indexových shod (IML). Intenzita emisí se zvyšuje, když je tloušťka IML 1,3–2,5  nm. Refrakční hodnota a shoda vlastnosti optických IML, včetně parametrů struktury zařízení, také zvyšují intenzitu emise v těchto tloušťkách.
Doba odezvy
OLED mají také mnohem rychlejší dobu odezvy než LCD. Díky technologiím kompenzace doby odezvy mohou nejrychlejší moderní LCD dosáhnout doby odezvy až 1  ms pro nejrychlejší přechod barev a jsou schopné obnovovací frekvence až 240  Hz. Podle společnosti LG je doba odezvy OLED až 1 000krát rychlejší než u LCD, což konzervativní odhady činí méně než 10  μs (0,01  ms), což by teoreticky mohlo pojmout obnovovací frekvence blížící se 100  kHz (100 000  Hz). Vzhledem ke své extrémně rychlé době odezvy lze OLED displeje také snadno navrhnout tak, aby byly strobovány, což vytváří efekt podobný blikání CRT, aby se zabránilo chování vzorkování a držení pozorovaného na LCD i některých OLED displejích, což vytváří vnímání pohybové neostrosti.

Nevýhody

Displej LEP (polymer emitující světlo) ukazující částečnou poruchu
Starý OLED displej ukazující opotřebení

Životnost

Největším technickým problémem OLED je omezená životnost organických materiálů. Jedna technická zpráva z roku 2008 na panelu OLED TV zjistila, že po 1 000  hodinách se modrá svítivost zhoršila o 12%, červená o 7%a zelená o 8%. Zejména modré OLED v té době měly životnost přibližně 14 000  hodin až poloviční původní jas (pět let při osmi hodinách denně), když se používaly pro ploché displeje. To je nižší než typická životnost technologie LCD, LED nebo PDP ; každý je hodnocen přibližně 25 000–40 000  hodin na poloviční jas, v závislosti na výrobci a modelu. Jednou z hlavních výzev pro OLED displeje je tvorba tmavých skvrn v důsledku vniknutí kyslíku a vlhkosti, které časem degradují organický materiál bez ohledu na to, zda je displej napájen či nikoli. V roce 2016 společnost LG Electronics oznámila předpokládanou životnost 100 000 hodin, což je nárůst z 36 000 hodin v roce 2013. Dokument amerického ministerstva energetiky ukazuje, že očekávaná životnost osvětlovacích produktů OLED klesá se zvyšujícím se jasem, přičemž očekávaná životnost 40 000 hodin při 25 % jasu, nebo 10 000 hodin při 100% jasu.

Příčina degradace

K degradaci dochází v důsledku akumulace neradiativních rekombinačních center a zhášečů luminiscence v emisní zóně. Říká se, že k chemickému rozpadu polovodičů dochází ve čtyřech krocích:

  1. rekombinace nosičů náboje prostřednictvím absorpce UV světla
  2. homolytická disociace
  3. následné radikálové adiční reakce, které tvoří π radikály
  4. disproporcionace mezi dvěma radikály vedoucí k reakcím přenosu atomu vodíku

Displeje některých výrobců si však kladou za cíl prodloužit životnost OLED displejů, a tím zlepšit jejich očekávanou životnost oproti LCD displejům vylepšením odpojování světla, čímž se dosáhne stejného jasu při nižším proudu pohonu. V roce 2007, experimentální OLED byly vytvořeny, který může podporovat 400  cd / m 2 a jasu na více než 198.000  hodin pro zelené OLED a 62.000  hodin na modré OLED. V roce 2012 byla životnost OLED na polovinu počátečního jasu vylepšena na 900 000  hodin pro červenou, 1 450  000  hodin pro žlutou a 400 000 hodin pro zelenou při počáteční svítivosti 1 000  cd/m 2 . Správné zapouzdření je zásadní pro prodloužení životnosti OLED displeje, protože elektroluminiscenční materiály vyzařující OLED jsou citlivé na kyslík a vlhkost. Když jsou elektroluminiscenční materiály v OLED vystaveny vlhkosti nebo kyslíku, degradují se, když oxidují, vytvářejí černé skvrny a zmenšují nebo zmenšují oblast vyzařující světlo a snižují světelný výkon. K tomuto snížení může dojít v pixelech po pixelech. To může také vést k delaminaci vrstvy elektrody, což může nakonec vést k úplnému selhání panelu.

Degradace nastává o tři řády rychleji, když je vystavena vlhkosti, než když je vystavena kyslíku. Zapouzdření lze provést nanesením epoxidového lepidla s desikantem, laminováním skleněné tabule epoxidovým lepidlem a desikantem s následným vakuovým odplyněním nebo použitím Thin-Film Encapsulation (TFE), což je vícevrstvý povlak střídajících se organických a anorganických vrstvy. Organické vrstvy se nanášejí inkoustovým tiskem a anorganické vrstvy se nanášejí pomocí Atomic Layer Deposition (ALD). Proces zapouzdření se provádí v dusíkovém prostředí za použití lepidla LOCA vytvrditelného ultrafialovým zářením a procesy nanášení elektroluminiscenčního a elektrodového materiálu se provádějí za vysokého vakua. Procesy zapouzdření a nanášení materiálu jsou prováděny jediným strojem poté, co byly použity tenkovrstvé tranzistory . Tranzistory jsou použity v procesu, který je stejný pro LCD. Elektroluminiscenční materiály lze také aplikovat pomocí inkoustového tisku.

Vyvážení barev

Materiál OLED používaný k výrobě modrého světla degraduje mnohem rychleji než materiály používané k výrobě jiných barev; jinými slovy, výkon modrého světla se sníží vzhledem k ostatním barvám světla. Tato změna v rozdílu barevného výstupu změní vyvážení barev na displeji a je mnohem znatelnější než rovnoměrné snížení celkové svítivosti. Tomu lze částečně zabránit úpravou vyvážení barev, ale to může vyžadovat pokročilé řídicí obvody a vstup od znalého uživatele. Běžněji však výrobci optimalizují velikost subpixelů R, G a B, aby snížili proudovou hustotu subpixelem, aby se vyrovnala životnost při plné svítivosti. Například modrý subpixel může být o 100% větší než zelený subpixel. Červený subpixel může být o 10% větší než zelený.

Účinnost modrých OLED

Vylepšení účinnosti a životnosti modrých OLED je zásadní pro úspěch OLED jako náhrady za technologii LCD. Do vývoje modrých OLED s vysokou externí kvantovou účinností a hlubší modré barvy byl investován značný výzkum . Hodnoty externí kvantové účinnosti 20% a 19% byly hlášeny pro červenou (625  nm) a zelenou (530  nm) diodu. Modré diody (430  nm) však dokázaly dosáhnout maximální externí kvantové účinnosti pouze v rozmezí 4% až 6%.

Od roku 2012 se výzkum zaměřuje na organické materiály vykazující tepelně aktivovanou zpožděnou fluorescenci (TADF), objevené na Kyushu University OPERA a UC Santa Barbara CPOS . TADF by umožnil stabilní a vysoce účinné řešení zpracovatelné (což znamená, že organické materiály jsou vrstvené v roztocích produkujících tenčí vrstvy) modré zářiče s vnitřní kvantovou účinností dosahující 100%. Očekává se, že modré zářiče TADF budou uvedeny na trh do roku 2020 a budou použity pro displeje WOLED s fosforeskujícími barevnými filtry, stejně jako pro modré OLED displeje s inkoustově potištěnými barevnými filtry QD .

Poškození vodou

Voda může okamžitě poškodit organické materiály displejů. Pro praktickou výrobu jsou proto důležité zlepšené těsnicí procesy. Poškození vodou může zejména omezit životnost flexibilnějších displejů.

Venkovní výkon

Jako emisní zobrazovací technologie se OLED zcela spoléhají na přeměnu elektřiny na světlo, na rozdíl od většiny LCD, které jsou do určité míry reflexní. E-papír je průkopníkem v účinnosti s ~ 33% odrazivostí okolního světla, což umožňuje použití displeje bez jakéhokoli vnitřního zdroje světla. Kovová katoda v OLED funguje jako zrcadlo s odrazivostí blížící se 80%, což vede ke špatné čitelnosti při jasném okolním světle, například venku. Při správné aplikaci kruhového polarizátoru a antireflexních povlaků lze však difúzní odrazivost snížit na méně než 0,1%. S 10 000 fc dopadajícím osvětlením (typické testovací podmínky pro simulaci venkovního osvětlení), které poskytuje přibližný fotopický kontrast 5: 1. Pokroky v technologiích OLED však umožňují, aby byly OLED na jasném slunečním světle skutečně lepší než LCD. Bylo například zjištěno, že displej AMOLED v Galaxy S5 překonává všechny LCD displeje na trhu, pokud jde o spotřebu energie, jas a odrazivost.

Spotřeba energie

Zatímco OLED spotřebuje přibližně 40% energie LCD zobrazujícího obraz, který je primárně černý, u většiny obrázků spotřebuje 60–80% výkonu LCD. OLED však může použít více než 300% energie k zobrazení obrázku s bílým pozadím, jako je dokument nebo web. To může vést ke snížení životnosti baterie v mobilních zařízeních při použití bílého pozadí.

Blikání obrazovky

OLED používají k zobrazení gradací barev/jasů modulaci šířky pulzu, takže i když je displej na 100% jasu, jakýkoli pixel, který je například 50% šedý, bude 50% času vypnutý, což zajistí jemný stroboskopický efekt. Alternativním způsobem snížení jasu by bylo snížení konstantního výkonu OLED, což by vedlo k tomu, že nebude blikat obrazovka, ale bude patrná změna vyvážení barev, která se bude zhoršovat se snižováním jasu.

Výrobci a komerční využití

Zvětšený obraz AMOLED obrazovky na Google Nexus One smartphone pomocí RGBG systém PenTile Matrix Family .
3,8  cm (1,5 palce  ) OLED displej z přehrávače médií Creative ZEN V.
OLED osvětlení v nákupním středisku v Cáchách , Německo

Téměř všichni výrobci OLED se spoléhají na zařízení pro ukládání materiálu, které vyrábí pouze několik společností, z nichž nejvýznamnější je Canon Tokki , jednotka Canon Inc. Canon Tokki má téměř monopol na obří vakuum vyrábějící OLED stroje, pozoruhodné svou velikostí 100 metrů (330 stop). Apple se ve své nabídce zavést vlastní OLED displeje pro iPhony vydané v roce 2017 spoléhal výhradně na společnost Canon Tokki. Elektroluminiscenční materiály potřebné pro OLED vyrábí také několik společností, z nichž některé jsou Merck, Universal Display Corporation a LG Chem . Stroje, které aplikují tyto materiály, mohou pracovat nepřetržitě po dobu 5–6 dnů a dokážou zpracovat mateřský substrát za 5 minut.

Technologie OLED se používá v komerčních aplikacích, jako jsou například displeje pro mobilní telefony a přenosné přehrávače digitálních médií , autorádia a digitální fotoaparáty , a také osvětlení. Takové přenosné zobrazovací aplikace upřednostňují vysoký světelný výkon OLED pro čitelnost na slunečním světle a jejich nízkou spotřebu energie. Přerušovaně se používají i přenosné displeje, takže menší životnost organických displejů je menší problém. Prototypy byly vyrobeny z flexibilních a rolovatelných displejů, které využívají jedinečné vlastnosti OLED. Vyvíjejí se také aplikace v flexibilních nápisech a osvětlení. Osvětlení OLED nabízí oproti LED osvětlení několik výhod, jako je vyšší kvalita osvětlení, rozptýlenější světelný zdroj a tvary panelů. Společnost Philips Lighting zpřístupnila online vzorky osvětlení OLED pod značkou „Lumiblade“ a společnost Novaled AG se sídlem v německých Drážďanech představila v září 2011 řadu stolních lamp OLED s názvem „Victory“.

Nokia představila mobilní telefony OLED včetně N85 a N86 8MP , oba s AMOLED displejem. OLED byly také použity ve většině barevných mobilních telefonů Motorola a Samsung , stejně jako v některých modelech HTC , LG a Sony Ericsson . Technologii OLED lze nalézt také v přehrávačích digitálních médií, jako jsou Creative ZEN V , iriver clix , Zune HD a Sony Walkman X Series .

Google a HTC Nexus One smartphone je vybaven AMOLED displej, stejně jako HTC vlastní touhu a Legend telefonů. Vzhledem k nedostatku dodávek displejů vyráběných společností Samsung budou některé modely HTC v budoucnu používat displeje SLCD společnosti Sony , zatímco smartphone Google a Samsung Nexus S bude v některých zemích místo toho používat „Super Clear LCD“.

OLED displeje byly použity v hodinkách značek Fossil (JR-9465) a Diesel (DZ-7086). Mezi další výrobce OLED panelů patří Anwell Technologies Limited (Hong Kong), AU Optronics (Tchaj -wan), Chimei Innolux Corporation (Tchaj -wan), LG (Korea) a další.

Společnost DuPont v tiskové zprávě z května 2010 uvedla, že s novou technologií tisku dokážou vyrobit 50palcový OLED televizor za dvě minuty. Pokud by to bylo možné zvýšit z hlediska výroby, pak by se celkové náklady na OLED televizory výrazně snížily. DuPont také uvádí, že OLED televizory vyrobené touto levnější technologií mohou vydržet až 15 let, pokud jsou ponechány běžný osm hodin denně.

Použití OLED může podléhat patentům společností Universal Display Corporation , Eastman Kodak , DuPont , General Electric , Royal Philips Electronics , mnoha univerzit a dalších. Do roku 2008 pocházely tisíce patentů spojených s OLED od větších korporací a menších technologických společností.

Flexibilní OLED displeje používají výrobci k vytváření zakřivených displejů, jako je Galaxy S7 Edge, ale nebyli v zařízeních, která mohou uživatelé ohýbat . Samsung v roce 2016 představil roll-out displej.

31. října 2018 představila čínská elektronická společnost Royole první telefon se skládací obrazovkou na světě s flexibilním OLED displejem. Dne 20. února 2019 společnost Samsung oznámila Samsung Galaxy Fold se skládacím OLED displejem od Samsung Display, její většinové dceřiné společnosti. Na MWC 2019 25. února 2019 společnost Huawei oznámila Huawei Mate X se skládacím OLED displejem od BOE .

V 2010s také došlo k širokému přijetí TGP (Tracking Gate-line in Pixel), který přesouvá obvody řízení od okrajů displeje mezi pixely displeje, což umožňuje úzké rámečky.

Móda

Textilie obsahující OLED jsou inovací ve světě módy a představují způsob, jak integrovat osvětlení a přenést inertní objekty na zcela novou úroveň módy. Doufáme, že kombinujeme pohodlí a nízké náklady na vlastnosti textilu s vlastnostmi osvětlení OLED a nízkou spotřebou energie. Ačkoli je tento scénář osvětleného oblečení velmi pravděpodobný, výzvy jsou stále překážkou. Některé problémy zahrnují: životnost OLED, tuhost flexibilních fóliových substrátů a nedostatek výzkumu ve výrobě více tkanin podobných fotonickým textiliím.

Automobilový průmysl

Japonský výrobce Pioneer Electronic Corporation vyrobil první autorádio s monochromatickým OLED displejem, což byl také první OLED produkt na světě.

Aston Martin DB9 začlenil první automobilový OLED displej na světě, který vyrobila společnost Yazaki , následoval Jeep Grand Cherokee z roku 2004 a Chevrolet Corvette C6.

Počet výrobců automobilů, kteří používají OLED, je stále vzácný a je omezen na špičkový trh. Například Lexus RX 2010 je vybaven displejem OLED místo displeje s tenkým tranzistorem (TFT-LCD).

Hyundai Sonata a Kia Soul EV 2015 používají 3,5 "bílý PMOLED displej.

Firemní aplikace

Samsung

Displeje Samsung AMOLED

Do roku 2004 byl Samsung Display , dceřiná společnost největšího jihokorejského konglomerátu a bývalý společný podnik Samsung- NEC , největším světovým výrobcem OLED, který vyráběl 40% OLED displejů vyrobených na světě, a od roku 2010 má 98% podíl na globálním trhu AMOLED . Společnost vede svět OLED průmyslu a generuje 100,2  milionu USD z celkových 475  milionů USD na globálním trhu OLED v roce 2006. Od roku 2006 je držitelem více než 600 amerických patentů a více než 2 800 mezinárodních patentů, což z něj činí největší majitel patentů technologie AMOLED.

Samsung SDI oznámil v roce 2005, největší světový OLED televizor v té době, s 21 palci (53 cm). Tento OLED představoval v té době nejvyšší rozlišení, 6,22  milionu pixelů. Kromě toho společnost přijala aktivní maticovou technologii pro svou nízkou spotřebu energie a vysoké rozlišení. To bylo překročeno v lednu 2008, kdy Samsung představil v té době největší a nejtenčí OLED TV na světě s úhlopříčkou 31  palců (78  cm) a 4,3  mm.

V květnu 2008 společnost Samsung představila ultratenký koncept OLED notebooku s  úhlopříčkou 12,1 palce (30  cm) s rozlišením 1 280 × 768 s nekonečným kontrastním poměrem. Podle Woo Jong Lee, viceprezidenta marketingového týmu pro mobilní displeje ve společnosti Samsung SDI, společnost očekávala použití displejů OLED v přenosných počítačích již v roce 2010.

V říjnu 2008 společnost Samsung představila nejtenčí OLED displej na světě, který byl také první „flappable“ a ohybný. Měří pouhých 0,05  mm (tenčí než papír), přesto zaměstnanec Samsungu uvedl, že „je technicky možné panel tenčí“. Aby bylo dosaženo této tloušťky, Samsung leptal OLED panel, který používá normální skleněný substrát. Hnací obvod byl tvořen nízkoteplotními polysilikonovými TFT. Rovněž byly použity nízkomolekulární organické EL materiály. Počet pixelů displeje je 480 × 272. Kontrastní poměr je 100 000: 1 a jas je 200  cd/m 2 . Rozsah reprodukce barev je 100% standardu NTSC.

Od roku 2020 největší OLED televize na světě s úhlopříčkou 88 palců s rozlišením 8K, snímkovou frekvencí až 120 fps a cenou 34 676 amerických dolarů.

Na veletrhu Consumer Electronics Show (CES) v lednu 2010 společnost Samsung předvedla přenosný počítač s velkým, průhledným OLED displejem s až 40% průhledností a animovaným OLED displejem v průkazu s fotografií.

Chytré telefony Samsung AMOLED 2010 používaly svou ochrannou známku Super AMOLED , přičemž Samsung Wave S8500 a Samsung i9000 Galaxy S byly uvedeny na trh v červnu 2010. V lednu 2011 společnost Samsung představila své displeje Super AMOLED Plus, které nabízejí několik vylepšení oproti starším displejům Super AMOLED : skutečné pruhová matice (o 50% více subpixelů), tenčí formát, jasnější obraz a 18% snížení spotřeby energie.

Samsung na veletrhu CES 2012 představil první 55 “televizní obrazovku, která využívá technologii Super OLED.

Dne 8. ledna 2013 společnost Samsung na veletrhu CES představila jedinečnou zakřivenou OLED televizi 4K Ultra S9, která podle nich poskytuje divákům „zážitek podobný IMAX“.

Dne 13. srpna 2013 společnost Samsung oznámila dostupnost 55palcového zakřiveného televizoru OLED (model KN55S9C) v USA za cenu 8999,99 $.

Dne 6. září 2013 zahájila společnost Samsung ve Velké Británii s Johnem Lewisem svůj 55palcový zakřivený OLED TV (model KE55S9C).

Samsung představil smartphone Galaxy Round na korejském trhu v říjnu 2013. Zařízení je vybaveno obrazovkou s rozlišením 1080p o velikosti 14,7 cm, která se zakřivuje na svislé ose v zaobleném pouzdře. Společnost propagovala následující výhody: Nová funkce s názvem „Round Interaction“, která umožňuje uživatelům prohlížet informace nakloněním sluchátka na rovný povrch s vypnutou obrazovkou, a pocit jednoho nepřetržitého přechodu, když uživatel přepíná mezi domovskými obrazovkami .

Sony

Sony XEL-1 , první OLED TV na světě. (přední)

Sony Clie PEG-VZ90 byl propuštěn v roce 2004, jako první PDA k rysu OLED displej. Ostatní produkty společnosti Sony k rysu OLED obrazovek patří MZ-RH1 přenosný MiniDisc rekordér, vydané v roce 2006 a Walkman řady X .

V roce 2007, Las Vegas Consumer Electronics Show (CES), Sony představila 11palcové (28 cm), (rozlišení 960 × 540) a 27 palcové (69 cm), Full HD rozlišení u 1920 × 1080 OLED TV modelů. Oba tvrdili kontrastní poměry 1 000 000: 1 a celkovou tloušťku (včetně rámečků) 5  mm. V dubnu 2007 společnost Sony oznámila, že bude pro účely testování trhu vyrábět 1 000 28palcových televizorů OLED měsíčně. Dne 1. října 2007 společnost Sony oznámila, že 11palcový (28 cm) model XEL-1 byl první komerční OLED televizor a byl vydán v Japonsku v prosinci 2007.

V květnu 2007 společnost Sony veřejně odhalila video s 2,5palcovou (6,4 cm) flexibilní OLED obrazovkou, která má tloušťku pouze 0,3 milimetru. Na výstavě Display 2008 Sony předvedla displej  o tloušťce 0,2 palce 3,5 palce (8,9 cm) s rozlišením 320 × 200 pixelů a 0,3  mm tlustý 11palcový (28 cm) displej s rozlišením 960 × 540 pixelů, což je desetina tloušťka XEL-1.

V červenci 2008 japonský vládní orgán řekl, že bude financovat společný projekt předních firem, který má vyvinout klíčovou technologii pro výrobu velkých, energeticky úsporných organických displejů. Projekt zahrnuje jednu laboratoř, a 10 společností včetně Sony Corp. NEDO řekl, že projekt byl zaměřen na vývoj základní technologie pro masovou produkci 40  palců nebo větší OLED displeje v pozdních 2010s.

V říjnu 2008 společnost Sony zveřejnila výsledky výzkumu, který provedla s institutem Maxe Plancka ohledně možnosti ohýbání displejů pro masový trh, které by mohly nahradit pevné LCD a plazmové obrazovky. Nakonec lze ohýbané, průhledné displeje skládat a vytvářet 3D obrazy s mnohem většími kontrastními poměry a pozorovacími úhly než stávající produkty.

Sony  během výstavy Consumer Electronics Show v lednu 2010 vystavila 24,5palcový (62 cm) prototyp OLED 3D televize.

V lednu 2011 společnost Sony oznámila, že ruční herní konzole PlayStation Vita (nástupce PSP ) bude mít 5palcovou obrazovku OLED.

Dne 17. února 2011 společnost Sony oznámila svůj 25palcový (63,5  cm) OLED profesionální referenční monitor zaměřený na trh kinematografie a špičkové dramatické postprodukce.

Dne 25. června 2012 společnosti Sony a Panasonic oznámily společný podnik na výrobu levných sériově vyráběných televizorů OLED do roku 2013. Společnost Sony představila svůj první OLED televizor od roku 2008 na veletrhu CES 2017 s názvem A1E. Odhalil další dva modely v roce 2018, jeden na CES 2018 s názvem A8F a druhý televizor Master Series s názvem A9F. Na CES 2019 představili další dva modely, jeden A8G a druhý další Bravia Series TV s názvem A9G. Poté na CES 2020 odhalili A8H, který byl ve skutečnosti A9G, pokud jde o kvalitu obrazu, ale s určitými kompromisy kvůli jeho nižším nákladům. Na stejné akci také odhalili 48palcovou verzi A9G, což z ní činí její nejmenší OLED TV od XEL-1.

LG

Dne 9. dubna 2009 společnost LG získala obchodní činnost společnosti OLED společnosti Kodak a začala využívat bílou technologii OLED. V roce 2010 společnost LG Electronics vyrobila jeden model OLED televize, 15palcový (38 cm) 15EL9500, a oznámila 31palcovou (79 cm) OLED 3D televizi na březen 2011. Dne 26. prosince 2011 společnost LG oficiálně oznámila „ největší 55palcový (140 cm) OLED panel na světě “a představil jej na CES 2012. Na konci roku 2012 společnost LG uvádí na trh televizi OLED 55EM9600 v Austrálii.

V lednu 2015 společnost LG Display podepsala dlouhodobou smlouvu s Universal Display Corporation o dodávce materiálů OLED a právu používat jejich patentované zářiče OLED.

Mitsubishi

Lumiotec je první společností na světě, která od ledna 2011 vyvíjí a prodává sériově vyráběné osvětlovací panely OLED s takovým jasem a dlouhou životností. Lumiotec je společným podnikem společností Mitsubishi Heavy Industries, ROHM, Toppan Printing a Mitsui & Co. Dne 1. června 2011 instalovala společnost Mitsubishi Electric v tokijském vědeckém muzeu 6metrovou „kouli“ OLED.

Doporučená skupina

Dne 6. ledna 2011 technologická společnost Recom Group se sídlem v Los Angeles představila na veletrhu Consumer Electronics Show v Las Vegas první spotřebitelskou aplikaci OLED pro malé obrazovky. Jednalo se o 2,8 "(7  cm) OLED displej, který byl používán jako nositelná jmenovka videa. Na výstavě Consumer Electronics Show v roce 2012 představila společnost Recom Group první vlajkový mikrofon na světě, který standardně obsahuje tři 2,8" (7  cm) OLED displeje vysílací mikrofonní vlajka. Příznak mikrofonu videa umožňoval zobrazování obsahu videa a reklamy na standardním mikrofonu vlajky provozovatele vysílání.

Dell

Dne 6. ledna 2016 společnost Dell oznámila na výstavě Consumer Electronics Show v Las Vegas monitor OLED Ultrasharp UP3017Q. Monitor byl představen s 30palcovým (76 cm) 4K UHD OLED panelem s  obnovovací frekvencí 120 Hz, dobou odezvy 0,1 milisekundy a kontrastním poměrem 400 000: 1. Monitor byl nastaven na prodej za cenu 4 999 USD a vydání v březnu 2016, jen o několik měsíců později. Jak se konec března válcoval, monitor nebyl uvolněn na trh a společnost Dell nemluvila o důvodech zpoždění. Zprávy naznačovaly, že společnost Dell monitor zrušila, protože společnost nebyla spokojena s kvalitou obrazu panelu OLED, zejména s množstvím barevného posunu, který se zobrazoval při pohledu na monitor ze stran. Dne 13. dubna 2017 společnost Dell konečně uvolnila na trh monitor OLED UP3017Q za cenu 3 499 $ (o 1 500 $ méně, než byla jeho původní mluvená cena 4 999 $ na CES 2016). Kromě poklesu ceny byl monitor vybaven  obnovovací frekvencí 60 Hz a kontrastním poměrem 1 000 000: 1. V červnu 2017 již není možné monitor zakoupit na webových stránkách společnosti Dell.

Jablko

Apple začal používat OLED panely ve svých hodinkách v roce 2015 a ve svých noteboocích v roce 2016 představením dotykového panelu OLED pro MacBook Pro. V roce 2017 Apple oznámil představení svého desátého výročí iPhone X s vlastním optimalizovaným OLED displejem licencovaným od Universal Display Corporation. Společnost Apple pokračovala v používání technologie u nástupců iPhonu X, jako jsou iPhone XS a iPhone XS Max a iPhone 11 Pro a iPhone 11 Pro Max .

Nintendo

Třetí model Nintendo ‚s Nintendo přepínače , hybridní herní systém, je vybaven OLED panel nahrazení své současné LCD panelu. Oznámeno v létě 2021, jeho vydání je naplánováno na 8. října 2021.

Výzkum

V roce 2014 vyvinula společnost Mitsubishi Chemical Corporation (MCC), dceřiná společnost Mitsubishi Chemical Holdings , OLED panel s 30 000 hodinovou životností, což je dvojnásobek oproti konvenčním OLED panelům.

Hledání efektivních materiálů OLED bylo široce podporováno simulačními metodami; je možné vypočítat důležité vlastnosti výpočetně, nezávisle na experimentálním vstupu, což zlevňuje vývoj materiálů.

Dne 18. října 2018 společnost Samsung na svém fóru Samsung OLED Forum 2018 ukázala svůj plán výzkumu. To zahrnovalo Fingerprint on Display (FoD), Under Panel Sensor (UPS), Haptic on Display (HoD) a Sound on Display (SoD).

Různí prodejci také zkoumají kamery pod OLED (Under Display Cameras). Podle IHS Markit se Huawei spojil s BOE , Oppo s China Star Optoelectronics Technology (CSOT), Xiaomi s Visionox .

V roce 2020 vědci z Queensland University of Technology (QUT) navrhli použít lidské vlasy, které jsou zdrojem uhlíku a dusíku, k vytváření OLED displejů.

Viz také

Další čtení

  • T. Tsujimura, OLED Display Fundamentals and Applications , Wiley-SID Series in Display Technology, New York (2017). ISBN  978-1-119-18731-8 .
  • P. Chamorro-Posada, J. Martín-Gil, P. Martín-Ramos, LM Navas-Gracia, Fundamentos de la Tecnología OLED ( Základy technologie OLED ). University of Valladolid, Spain (2008). ISBN  978-84-936644-0-4 . K dispozici online, se svolením autorů, na webové stránce: Fundamentos de la Tecnología OLED
  • Kordt, Pascal; a kol. (2015). „Modelování organických světelných diod: od molekulárních k vlastnostem zařízení“. Pokročilé funkční materiály . 25 (13): 1955–1971. doi : 10.1002/adfm.201403004 . hdl : 21.11116/0000-0001-6CD1-A . S2CID  18575622 .
  • Shinar, Joseph (Ed.), Organic Light-Emitting Devices: A Survey . NY: Springer-Verlag (2004). ISBN  0-387-95343-4 .
  • Hari Singh Nalwa (Ed.), Handbook of Luminescence, Display Materials and Devices , Volume 1–3. American Scientific Publishers, Los Angeles (2003). ISBN  1-58883-010-1 . Svazek 1: Organické světelné diody
  • Hari Singh Nalwa (Ed.), Handbook of Organic Electronics and Photonics , Volume 1–3. American Scientific Publishers, Los Angeles (2008). ISBN  1-58883-095-0 .
  • Müllen, Klaus (Ed.), Organic Light Emitting Devices: Synthesis, Properties and Applications . Wiley-VCH (2006). ISBN  3-527-31218-8
  • Yersin, Hartmut (Ed.), Vysoce účinné OLED s fosforeskujícími materiály . Wiley-VCH (2007). ISBN  3-527-40594-1
  • Kho, Mu-Jeong, Javed, T., Mark, R., Maier, E. a David, C. (2008) 'Final Report: OLED Solid State Lighting-Kodak European Research' MOTI (Management of Technology and Innovation) Project, Judge Business School z University of Cambridge a Kodak European Research, závěrečná zpráva předložená dne 4. března 2008 v Kodak European Research ve vědeckém parku Cambridge, Cambridge, Velká Británie., Strany 1–12.

Reference

externí odkazy