5.3.1. Принцип действия

Для создания органических светодиодов (OLED) используются тонкопленочные многослойные структуры, состоящие из слоев нескольких полимеров (рис.5.12). При подаче на анод положительного относительно катода напряжения поток электронов протекает через прибор от катода к аноду. Таким образом, катод отдает электроны в эмиссионный слой, а анод забирает электроны из проводящего слоя, или, другими словами, анод отдает дырки в проводящий слой. Эмиссионный слой получает отрицательный заряд, а проводящий слой – положительный. Под действием электростатических сил электроны и дырки движутся навстречу друг другу и при встрече рекомбинируют. Это происходит ближе к эмиссионному слою, потому что в органических полупроводниках дырки обладают большей подвижностью, чем электроны. При рекомбинации происходит понижение энергии электрона, которое сопровождается испусканием (эмиссией) электромагнитного излучения в области видимого света. Поэтому слой и называется эмиссионным.

В качестве материала анода обычно используется оксид индия, легированный оловом. Он прозрачный для видимого света и имеет высокую работу выхода, которая способствует инжекции дырок в полимерный слой. Для изготовления катода часто используют металлы, такие как алюминий и кальций, так как они обладают низкой работой выхода, способствующей инжекции электронов в полимерный слой.

Преимущества в сравнении c плазменными дисплеями:

• меньшие габариты и вес;

• более низкое энергопотребление при той же яркости;

• возможность создания гибких экранов.

Преимущества в сравнении c жидкокристаллическими (LCD)

Дисплеями:

• меньшие габариты и вес;

• отсутствие необходимости в подсветке;

• отсутствие такого параметра как угол обзора - изображение видно без потери качества с любого угла;

• мгновенный отклик (на порядок выше, чем у LCD) – по сути полное отсутствие инерционности;

• более качественная цветопередача (высокий контраст);

• более низкое энергопотребление при той же яркости;

• возможность создания гибких экранов;

• большой диапазон рабочих температур (от −40 до +70° C).

Яркость. OLED дисплеи обеспечивают яркость излучения от нескольких кд/м2 (для ночной работы) до очень высоких яркостей – свыше 100 000 кд/м², причем их яркость может регулироваться в очень широком динамическом диапазоне. Так как срок службы дисплея обратно пропорционален его яркости, для приборов рекомендуется работа при более умеренных уровнях яркости до 1000 кд/м². При освещении жидкокристаллического дисплея ярким лучом света появляются блики, а картинка на OLED-экране останется яркой и насыщенной при любом уровне освещенности (даже при прямом попадании солнечных лучей на дисплей).

Контрастность. OLED-дисплеи обладают рекордной контрастностью: 1000000:1 (контрастность жидкокристаллических дисплеев 1300:1).

Углы обзора. Технология OLED позволяет смотреть на дисплей с любой стороны и под любым углом, причем без потери качества изображения.

5.3.2. Основные направления исследований разработчиков oled-панелей

PHOLED

PHOLED (Phosphorescent OLED), как и все OLED, PHOLED функционируют следующим образом: электрический ток подводится к органическим молекулам, которые испускают яркий свет. Однако PHOLED используют принцип электрофосфоресценции, чтобы преобразовать до 100 % электрической энергии в свет (обычные OLED преобразовывают в свет приблизительно 25–30 % электрической энергии). Потенциальное использование PHOLED для освещения: можно покрыть стены гигантскими PHOLED-дисплеями. Это позволило бы всем комнатам освещаться равномерно вместо использования лампочек, которые распределяют свет неравномерно по комнате. К преимуществам PHOLED-дисплеев можно отнести яркие, насыщенные цвета, а также достаточно долгий срок службы.

TOLED

TOLED – прозрачные светоизлучающие устройства TOLED (Transparent and Top-emitting OLED) – технология, позволяющая создавать прозрачные (Transparent) дисплеи, а также достигнуть более высокого уровня контрастности. Прозрачные TOLED-дисплеи: направление излучения света может быть только вверх, только вниз или в оба направления (прозрачный). TOLED может существенно улучшить контраст, что улучшает читабельность дисплея при ярком солнечном свете.

Так как TOLED на 70 % прозрачны при выключении, то их можно крепить прямо на лобовое стекло автомобиля, на витрины магазинов или для установки в шлеме виртуальной реальности. Прозрачность экрана достигается при использовании прозрачных органических элементов и материалов для изготовления электродов. За счёт использования поглотителя с низким коэффициентом отражения для подложки TOLED-дисплея контрастное отношение может на порядок превзойти ЖКИ (мобильные телефоны и кабины военных самолетов-истребителей). По технологии TOLED также можно изготавливать многослойные устройства (например, SOLED) и гибридные матрицы.

FOLED

Главная особенность FOLED (Flexible OLED) – гибкость дисплея. В качестве подложки OLED-ячеек таких дисплеев используется пластик или гибкая металлическая пластина, с другой стороны ячеек устанавливается тонкая герметичная защитная пленка. Преимущества FOLED: ультратонкость дисплея, сверхнизкий вес, прочность, долговечность и гибкость, которые позволяют применять OLED-панели в самых неожиданных местах.

SOLED

Staked OLED – технология экрана от UDC (сложенные OLED). SOLED используют следующую архитектуру: изображение подпикселов складывается (красные, синие и зеленые элементы в каждом пикселе) вертикально вместо того, чтобы располагаться рядом, как это происходит в ЖК-дисплее или электронно-лучевой трубке. В SOLED каждым элементом подпиксела можно управлять независимо. Цвет пиксела может быть отрегулирован при изменении тока, проходящего через три цветных элемента (в нецветных дисплеях используется модуляция ширины импульса). Яркостью управляют, меняя силу тока. Преимущества SOLED: высокая плотность заполнения дисплея органическими ячейками, посредством чего достигается хорошее разрешение, а значит, высококачественная картинка.В SOLED-дисплеях в 3 раза улучшено качество изображения в сравнении с ЖК и ЭЛТ.