4.14.1. Органические светодиоды

Первый OLED на основе пленок органических полупроводников p–n-типа, состоящих из групп молекул в аморфном состоянии, был получен специалистами компании Eastman Kodak, заметившими голубое свечение, исходящее от органического элемента солнечной батареи. Ученые установили, что в зоне соприкосновения двух органических материалов, в одном из которых присутствуют дырки, а в другом – избыточные электроны, как и в случае кристаллических светодиодов, возможна эмиссия фотонов. При этом, разумеется, внешний слой излучающего элемента должен беспрепятственно пропускать свет, для чего было решено использовать широко применяемый в полупроводниковой промышленности прозрачный оксид индия и олова (ITO). В результате была создана так называемая структура Kodak-типа, до сих пор практически не изменившаяся.

Таким образом, органический светодиод – монолитное твердотельное устройство, представляющее собой многослойную структуру, состоящую из нескольких органических слоев (дырочной инжекции, переноса дырок, светоизлучающего и переноса электронов) толщиной 100–150 нм, заключенных между прозрачным анодом, нанесенным на стеклянную или пластмассовую подложку, и осажденным поверх органических пленок металлическим катодом (рис. 4.39). При подаче напряжения на прибор электроды инжектируют в соответствующие органические пленки носители заряда (электроны и дырки), которые под действием электрического поля дрейфуют навстречу друг другу, рекомбинируя в промежуточном слое с излучением фотона.

Параметры OLED-панели во многом определяет ее тип – пассивно-матричный (PMOLED) или активно-матричный (AMOLED).

Рис. 4.39. Структура OLED

4.14.2. Пассивно-матричные oled

Представляют собой матрицу элементов изображения, образуемую пересекающимися анодными и катодными линиями (рис. 4.40). При подаче с помощью внешнего контроллера на определенные столбцы и строки входного напряжения и сигнала передачи видеоданных высвечиваются соответствующие элементы изображения. Чем больше проходящий ток, тем ярче пиксел. Для формирования изображения напряжение на каждую строку должно подаваться в течение 1/N-отрезка времени, затрачиваемого на сканирование экрана с N числом строк. Сигнал передачи данных, поступающий на столбцы, синхронизирован с частотой развертки строк, составляющей, как правило, 60 Гц.

Панели этого типа просты в изготовлении, но требуют применения достаточно дорогостоящих внешних схем управления. К тому же они потребляют большую мощность. При подаче больших импульсов токов управления малой длительности PMOLED обычно не достигают максимальной световой эффективности, что связано как с неэффективностью самого диода, так и с потерями в строках. Анализ эффективности PMOLED показал, что на их основе целесообразно выполнять дисплеи с диагональю не больше 2–3 дюймов и числом строк до 100. Такие дешевые дисплеи с малым информационным содержанием находят достаточно широкое применение в сотовых телефонах, МР3-плеерах и портативных электронных играх.

Рис. 4.40. Структура пассивно-матричного OLED