OLED - OLED

Organisk ljusemitterande diod
OEL höger.JPG
Prototyp OLED -belysningspaneler
Typ LED

En organisk ljusemitterande diod ( OLED eller organisk LED ), även känd som organisk elektroluminescerande ( organisk EL ) -diod , är en ljusemitterande diod (LED) där det emissiva elektroluminescerande skiktet är en film av organisk förening som avger ljus som svar till en elektrisk ström. Detta organiska skikt ligger mellan två elektroder; vanligtvis är minst en av dessa elektroder transparenta. OLED används för att skapa digitala skärmar i enheter som tv -skärmar, datorskärmar och bärbara system som smartphones och handhållna spelkonsoler . Ett stort forskningsområde är utvecklingen av vita OLED-enheter för användning i solid-state-belysningstillämpningar .

Det finns två huvudfamiljer av OLED: de baserade på små molekyler och de som använder polymerer . Genom att lägga till mobiljoner till en OLED skapas en ljusemitterande elektrokemisk cell (LEC) som har ett något annorlunda arbetssätt. En OLED-skärm kan drivas med ett passivt matris (PMOLED) eller aktivt matris ( AMOLED ) kontrollschema. I PMOLED-schemat styrs varje rad (och rad) i displayen sekventiellt, en efter en, medan AMOLED-kontrollen använder ett tunnfilmstransistorbaksplan för att direkt komma åt och stänga av varje enskild pixel, vilket möjliggör högre upplösning och större displaystorlekar.

Även om namnet ser likadant ut, skiljer sig OLED i grunden från sin kusin LED . Lysdioden är baserad på en pn -diodstruktur. I en LED används dopning för att skapa p- och n-regioner genom att ändra ledningsförmågan hos värdhalvledaren. OLED använder inte en pn -struktur. Doping av OLED används för att öka strålningseffektiviteten genom direkt modifiering av den kvantmekaniska optiska rekombinationshastigheten. Dopning används dessutom för att bestämma våglängden för fotonemission. OLED -dopning diskuteras längre fram i denna artikel.

En OLED -skärm fungerar utan bakgrundsbelysning eftersom den avger synligt ljus . Således kan den visa djupa svarta nivåer och kan vara tunnare och lättare än en LCD -skärm . I förhållanden med svagt ljus (t.ex. ett mörkt rum) kan en OLED -skärm uppnå ett högre kontrastförhållande än en LCD, oavsett om LCD -skärmen använder kalla katodlysrör eller en LED -bakgrundsbelysning . OLED -skärmar tillverkas på samma sätt som LCD -skärmar, men efter TFT (för aktiva matrisdisplayer), adresserbart rutnät (för passiva matrisdisplayer) eller ITO -segment (för segmentdisplayer) bildas skärmen med hålinjektion, transport och blockering skikt, liksom med elektroluminescerande material efter de två första skikten, varefter ITO eller metall kan appliceras igen som en katod och senare inkapslas hela stacken av material. TFT -lagret, adresserbart nät eller ITO -segment fungerar som eller är anslutna till anoden, som kan vara tillverkad av ITO eller metall. OLED kan göras flexibla och transparenta, med transparenta skärmar som används i smartphones med optiska fingeravtrycksskannrar och flexibla skärmar som används i vikbara smartphones .

Historia

André Bernanose och medarbetare vid Nancy-Université i Frankrike gjorde de första observationerna av elektroluminescens i organiska material i början av 1950-talet. De applicerade höga växelspänningar i luft på material som akridinorange , antingen deponerade på eller lösta i tunna filmer av cellulosa eller cellofan. Den föreslagna mekanismen var antingen direkt excitation av färgmolekylerna eller excitation av elektroner.

1960 Martin Pope och några av hans medarbetare på New York University utvecklat resistiva mörk injicera elektrod kontakter till organiska kristaller. De beskrev vidare de nödvändiga energikraven ( arbetsfunktionerna ) för hål- och elektroninsprutande elektrodkontakter. Dessa kontakter är grunden för laddningsinjektion i alla moderna OLED -enheter. Påvens grupp observerade också först likström (DC) elektroluminescens under vakuum på en enda ren kristall av antracen och på antracenkristaller dopade med tetracen 1963 med hjälp av en liten elektrod av silver vid 400 volt . Den föreslagna mekanismen var fältaccelererad elektronexcitation av molekylär fluorescens.

Påvens grupp rapporterade 1965 att i avsaknad av ett externt elektriskt fält orsakas elektroluminescensen i antracenkristaller av rekombination av en termiserad elektron och hål, och att ledningsnivån för antracen är högre i energi än exciton -energinivån . Även 1965 producerade Wolfgang Helfrich och WG Schneider från National Research Council i Kanada för första gången rekombinationselektroluminescens med dubbla injektioner i en antracen enkelkristall med hjälp av hål- och elektroninjektionselektroder, föregångaren till moderna dubbelinjektionsanordningar. Samma år patenterade Dow Chemical- forskare en metod för att förbereda elektroluminescerande celler med hjälp av högspänning (500–1500 V) AC-driven (100–3000  Hz) elektriskt isolerade en millimeter tunna lager av ett smält fosfor bestående av malet antracenpulver, tetracen och grafitpulver . Deras föreslagna mekanism involverade elektronisk excitation vid kontakterna mellan grafitpartiklarna och antracenmolekylerna.

Den första Polymer LED (PLED) som skapades var av Roger Partridge vid National Physical Laboratory i Storbritannien. Den använde en film av poly ( N-vinylkarbazol ) upp till 2,2 mikrometer tjock belägen mellan två laddningsinjektionselektroder. Det genererade ljuset var lätt synligt under normala ljusförhållanden även om den använda polymeren hade 2 begränsningar; låg konduktivitet och svårigheten att injicera elektroner. Senare utveckling av konjugerade polymerer skulle göra det möjligt för andra att i stor utsträckning eliminera dessa problem. Hans bidrag har ofta förbisetts på grund av den sekretess som NPL ålägger projektet. När det patenterades 1974 fick det ett avsiktligt dunkelt "catch all" -namn medan regeringens departement för industri försökte och misslyckades med att hitta industriella samarbetspartners för att finansiera ytterligare utveckling. Som ett resultat försenades publiceringen till 1983.

Praktiska OLED

Kemisterna Ching Wan Tang och Steven Van SlykeEastman Kodak byggde den första praktiska OLED-enheten 1987. Denna enhet använde en tvåskiktsstruktur med separata håltransporterande och elektrontransporterande lager så att rekombination och ljusemission inträffade mitt i det organiska skiktet ; detta resulterade i en minskning av driftspänningen och förbättringar av effektiviteten.

Forskning om polymerelektroluminescens kulminerade 1990, med JH Burroughes et al. vid Cavendish Laboratory vid Cambridge University , Storbritannien, rapporterar en högeffektiv grön ljusemitterande polymerbaserad enhet med 100  nm tjocka filmer av poly (p-fenylenvinylen) . Att flytta från molekylärt till makromolekylärt material löste problemen som tidigare stött på med de långsiktiga stabiliteten hos de organiska filmerna och gjorde det möjligt att enkelt göra högkvalitativa filmer. Efterföljande forskning utvecklade flerlagerspolymerer och det nya området plastelektronik och OLED -forskning och produktionsproduktion växte snabbt. Vita OLED, föregångare av J. Kido et al. vid Yamagata University , Japan 1995, uppnådde kommersialisering av OLED-bakgrundsbelysta displayer och belysning.

År 1999 hade Kodak och Sanyo ingått ett partnerskap för att gemensamt forska, utveckla och producera OLED -skärmar. De tillkännagav världens första 2,4-tums aktiva matris, fullfärgs OLED-skärm i september samma år. I september 2002 presenterade de en prototyp av 15-tums HDTV-formatskärm baserad på vita OLED med färgfilter på CEATEC Japan.

Tillverkningen av små molekyler OLED startades 1997 av Pioneer Corporation , följt av TDK 2001 och Samsung - NEC Mobile Display (SNMD), som senare blev en av världens största OLED -displaytillverkare - Samsung Display, 2002.

Den Sony XEL-1 , släpptes 2007, var den första OLED-tv. Universal Display Corporation , ett av OLED -materialföretagen, har ett antal patent angående kommersialisering av OLED som används av stora OLED -tillverkare runt om i världen.

Den 5 december 2017 inledde JOLED , efterföljaren av Sony och Panasonics utskrivbara OLED-affärsenheter, världens första kommersiella leverans av bläckstråleskrivna OLED-paneler.

Arbetsprincip

Schematisk bild av ett OLED med två lager: 1. Katod ( -), 2. Emissivskikt, 3. Strålning, 4. Ledande lager, 5. Anod (+)

En typisk OLED består av ett lager av organiska material som ligger mellan två elektroder, anoden och katoden , alla deponerade på ett substrat . De organiska molekylerna är elektriskt ledande som ett resultat av delokalisering av pi -elektroner orsakade av konjugering över hela eller hela molekylen. Dessa material har konduktivitetsnivåer som sträcker sig från isolatorer till ledare och anses därför vara organiska halvledare . De högsta ockuperade och lägsta obebodda molekylära orbitalerna ( HOMO och LUMO ) hos organiska halvledare är analoga med valens- och ledningsband för oorganiska halvledare.

Ursprungligen bestod de mest grundläggande polymer -OLED: erna av ett enda organiskt skikt. Ett exempel var den första ljusemitterande enheten som syntetiserades av JH Burroughes et al. , som involverade ett enda lager av poly (p-fenylenvinylen) . Flerskikts OLED kan dock tillverkas med två eller flera lager för att förbättra enhetens effektivitet. Förutom ledande egenskaper kan olika material väljas för att underlätta laddningsinjektion vid elektroder genom att tillhandahålla en mer gradvis elektronisk profil, eller blockera en laddning från att nå motsatt elektrod och slösas bort. Många moderna OLED -apparater har en enkel dubbelskiktsstruktur som består av ett ledande lager och ett emissivt lager. Utvecklingen inom OLED -arkitektur 2011 förbättrade kvanteffektiviteten (upp till 19%) genom att använda en graderad heterojunction. I den graderade heterojunction-arkitekturen varierar sammansättningen av hål och elektrontransportmaterial kontinuerligt inom det emissiva skiktet med en dopantemitter. Den graderade heterojunction -arkitekturen kombinerar fördelarna med båda konventionella arkitekturer genom att förbättra laddningsinjektion samtidigt som laddningstransporten balanseras inom den utsändande regionen.

Under drift appliceras en spänning över OLED så att anoden är positiv med avseende på katoden. Anoder väljs utifrån kvaliteten på deras optiska transparens, elektriska konduktivitet och kemiska stabilitet. En ström av elektroner strömmar genom enheten från katod till anod, eftersom elektroner injiceras i LUMO i det organiska lagret vid katoden och dras tillbaka från HOMO vid anoden. Denna senare process kan också beskrivas som injektion av elektronhål i HOMO. Elektrostatiska krafter leder elektronerna och hålen mot varandra och de rekombineras och bildar en exciton , ett bundet tillstånd för elektronen och hålet. Detta händer närmare elektrontransportskiktdelen av det emissiva skiktet, eftersom hål i organiska halvledare i allmänhet är mer rörliga än elektroner. Förfallet av detta upphetsade tillstånd resulterar i en avslappning av elektronens energinivåer, åtföljd av strålningssemission vars frekvens är i det synliga området . Frekvensen för denna strålning beror på materialets bandgap , i detta fall skillnaden i energi mellan HOMO och LUMO.

Som elektroner och hål är fermioner med halv heltal spinn kan en exciton antingen vara i ett singlettillstånd eller ett triplettillstånd beroende på hur de snurrar av elektronen och hålet har kombinerats. Statistiskt kommer tre triplet -excitoner att bildas för varje singlet -exciton. Förfall från triplettillstånd ( fosforescens ) är förbjudet att snurra, vilket ökar övergångens tidsskala och begränsar den interna effektiviteten hos fluorescerande enheter. Fosforescerande organiska ljusemitterande dioder använder spinn- omloppsinteraktioner för att underlätta intersystemkorsning mellan singlet- och triplettillstånd, och får därmed emission från både singlet- och triplettillstånd och förbättrar den interna effektiviteten.

Indiumtennoxid (ITO) används vanligtvis som anodmaterial. Den är transparent för synligt ljus och har en hög arbetsfunktion som främjar injektion av hål i HOMO -nivån i det organiska lagret. Ett andra ledande (injektions) lager läggs vanligtvis till, som kan bestå av PEDOT: PSS , eftersom HOMO -nivån för detta material i allmänhet ligger mellan ITO: s arbetsfunktion och HOMO för andra vanliga polymerer, vilket minskar energibarriären för hålinjektion . Metaller som barium och kalcium används ofta för katoden eftersom de har låga arbetsfunktioner som främjar injektion av elektroner i LUMO i det organiska skiktet. Sådana metaller är reaktiva, så de kräver ett täckskikt av aluminium för att undvika nedbrytning. Två sekundära fördelar med aluminiumkapslingsskiktet inkluderar robusthet mot elektriska kontakter och reflektion bakåt av utsänt ljus till det transparenta ITO -lagret.

Experimentell forskning har visat att anodens egenskaper, särskilt anod/håltransportskiktets (HTL) gränssnittstopografi spelar en stor roll för effektiviteten, prestandan och livslängden för organiska ljusemitterande dioder. Brister i anodens yta minskar vidhäftningen mellan anoder och organiska filmer, ökar det elektriska motståndet och möjliggör tätare bildning av icke-utsläppande mörka fläckar i OLED-materialet som påverkar livslängden negativt. Mekanismer för att minska anodens grovhet för ITO/glasunderlag inkluderar användning av tunna filmer och självmonterade monoskikt. Alternativa substrat och anodmaterial övervägs också för att öka OLED -prestanda och livslängd. Möjliga exempel inkluderar enkristalliga safirsubstrat behandlade med guld (Au) filmanoder som ger lägre arbetsfunktioner, driftspänningar, elektriska motståndsvärden och ökad livslängd för OLED.

Enstaka bäranordningar används vanligtvis för att studera kinetik och laddningstransportmekanismer för ett organiskt material och kan vara användbara när man försöker studera energioverföringsprocesser. Eftersom ström genom enheten endast består av en typ av laddningsbärare, antingen elektroner eller hål, sker inte rekombination och inget ljus avges. Till exempel kan elektroniska enheter endast erhållas genom att ersätta ITO med en lägre arbetsfunktionsmetall som ökar energibarriären för hålinjektion. På samma sätt kan endast hålanordningar göras genom att använda en katod enbart tillverkad av aluminium, vilket resulterar i en energibarriär för stor för effektiv elektroninjektion.

Bärarbalans

Balanserad laddningsinjektion och överföring krävs för att få hög intern effektivitet, ren emission av luminansskikt utan förorenat utsläpp från laddningstransporterande lager och hög stabilitet. Ett vanligt sätt att balansera laddning är att optimera tjockleken på de laddningstransporterande skikten men är svår att kontrollera. Ett annat sätt är att använda exciplex. Exciplex bildas mellan håltransporterande (p-typ) och elektrontransporterande (n-typ) sidokedjor för att lokalisera elektronhålspar. Energi överförs sedan till luminofor och ger hög effektivitet. Ett exempel på att använda exciplex är ympning av Oxadiazol- och karbazolsidudenheter i röd diketopyrrolopyrrol-dopad Copolymer-huvudkedja som visar förbättrad extern kvanteffektivitet och färgrenhet i ingen optimerad OLED.

Materialteknik

Små molekyler

Alq 3 , vanligt förekommande i OLED: er med små molekyler

Effektiva OLED med små molekyler utvecklades först av Ching W. Tang et al. Eastman Kodak . Termen OLED hänvisar traditionellt specifikt till denna typ av enhet, även om termen SM-OLED också används.

Molekyler som vanligen används i OLED inkluderar organometalliska kelat (till exempel Alq 3 , som används i den organiska ljusemitterande anordningen som rapporterats av Tang et al. ), Fluorescerande och fosforescerande färgämnen och konjugerade dendrimerer . Ett antal material används för sina laddningstransportegenskaper, till exempel används trifenylamin och derivat vanligen som material för håltransportlager. Fluorescerande färgämnen kan väljas för att erhålla ljusemission vid olika våglängder, och föreningar såsom perylen , rubren och kinakridonderivat används ofta. Alq 3 har använts som en grön emitter, elektrontransportmaterial och som värd för gula och röda emitterande färgämnen.

Produktionen av små molekylanordningar och displayer innebär vanligtvis termisk avdunstning i vakuum. Detta gör produktionsprocessen dyrare och begränsad för större enheter än andra behandlingstekniker. I motsats till polymerbaserade anordningar möjliggör emellertid vakuumavsättningsprocessen bildning av välkontrollerade, homogena filmer och konstruktion av mycket komplexa flerskiktsstrukturer. Denna höga flexibilitet i skiktdesign, vilket gör det möjligt att bilda distinkta laddningstransport- och laddningsblockeringsskikt, är huvudorsaken till de små molekylens OLED: s höga effektivitet.

Sammanhängande emission från en laserfärgdopad tandem SM-OLED-enhet, upphetsad i den pulserade regimen, har visats. Utsläppen är nästan diffraktionsbegränsad med en spektralbredd som liknar bredbandsfärglasers.

Forskare rapporterar luminescens från en enda polymermolekyl, som representerar minsta möjliga organiska ljusemitterande diod (OLED) -enhet. Forskare kommer att kunna optimera ämnen för att producera mer kraftfulla ljusutsläpp. Slutligen är detta arbete ett första steg mot att göra molekylstora komponenter som kombinerar elektroniska och optiska egenskaper. Liknande komponenter kan ligga till grund för en molekylär dator.

Polymer ljusdioder

poly ( p -fenylenvinylen) , som användes i den första PLED

Polymerljusemitterande dioder (PLED, P-OLED), även ljusemitterande polymerer (LEP), innefattar en elektroluminescerande ledande polymer som avger ljus när den är ansluten till en extern spänning. De används som en tunn film för färgskärmar i full spektrum . Polymer OLED är ganska effektiva och kräver en relativt liten mängd ström för mängden ljus som produceras.

Vakuumavsättning är inte en lämplig metod för att forma tunna filmer av polymerer. Polymerer kan emellertid bearbetas i lösning, och spinnbeläggning är en vanlig metod för avsättning av tunna polymerfilmer. Denna metod är mer lämpad för att bilda stora ytor än termisk avdunstning. Inget vakuum krävs och de emitterande materialen kan också appliceras på substratet med en teknik som härrör från kommersiell bläckstråleskrivning . Eftersom appliceringen av efterföljande lager tenderar att lösa upp de redan närvarande, är det emellertid svårt att bilda flerlagerskonstruktioner med dessa metoder. Metallkatoden kan fortfarande behöva deponeras genom termisk avdunstning i vakuum. En alternativ metod för vakuumavsättning är att deponera en Langmuir-Blodgett-film .

Typiska polymerer som används i PLED -displayer inkluderar derivat av poly ( p -fenylenvinylen) och polyfluoren . Substitution av sidokedjor på polymerskelettet kan bestämma färgen på det utsända ljuset eller polymerens stabilitet och löslighet för prestanda och enkel bearbetning. Medan osubstituerad poly (p-fenylenvinylen) (PPV) typiskt är olöslig, har ett antal PPV: er och relaterade poly (naftalenvinylen) s (PNV) som är lösliga i organiska lösningsmedel eller vatten beretts via ringöppnande metatespolymerisation . Dessa vattenlösliga polymerer eller konjugerade polyelektrolyter (CPE) kan också användas som hålinjektionsskikt ensamma eller i kombination med nanopartiklar som grafen.

Fosforescerande material

Ir (mppy) 3 , ett fosforescerande dopmedel som avger grönt ljus.

Fosforescerande organiska ljusemitterande dioder använder elektrofosforescensprincipen för att omvandla elektrisk energi i en OLED till ljus på ett mycket effektivt sätt, med den interna kvanteffektiviteten hos sådana enheter som närmar sig 100%.

Typiskt används en polymer såsom poly ( N-vinylkarbazol ) som ett värdmaterial till vilket ett organometalliskt komplex sätts som ett dopmedel. Iridiumkomplex som Ir (mppy) 3 från och med 2004 var ett fokus för forskning, även om komplex baserade på andra tungmetaller som platina också har använts.

Tungmetallatomen i mitten av dessa komplex uppvisar en stark spin-orbit-koppling, vilket underlättar intersystemkorsning mellan singlet- och triplettillstånd . Genom att använda dessa fosforescerande material kommer både singlet och triplet excitons att kunna förfalla radiativt, vilket förbättrar enhetens interna kvanteffektivitet jämfört med en standard OLED där endast singlettillstånden kommer att bidra till utsläpp av ljus.

Tillämpningar av OLED i solid state -belysning kräver hög ljusstyrka med bra CIE -koordinater (för vitemission). Användningen av makromolekylära arter som polyedriska oligomera silseskioxaner (POSS) i samband med användning av fosforescerande arter såsom Ir för tryckta OLED har uppvisat ljusheter så höga som 10 tusen  cd / m 2 .

Enhetsarkitekturer

Strukturera

Botten- eller topputsläpp
Nedre eller övre distinktion avser inte orienteringen av OLED -skärmen, utan den riktning som det utsända ljuset lämnar enheten. OLED-enheter klassificeras som bottenemissionsanordningar om ljus som släpps ut genom den transparenta eller halvtransparenta bottenelektroden och substratet på vilken panelen tillverkades. Topputsläppsenheter klassificeras baserat på om ljuset från OLED -enheten kommer ut genom locket som läggs till efter tillverkning av enheten. Topputsändande OLED är bättre lämpade för aktivmatrisapplikationer eftersom de lättare kan integreras med ett otransparent transistorbakplan. TFT-arrayen fäst vid bottenunderlaget på vilket AMOLED tillverkas är vanligtvis icke-transparent, vilket resulterar i betydande blockering av överfört ljus om enheten följde ett bottenemitterande schema.
Genomskinliga OLED
Transparenta OLED använder transparenta eller halvtransparenta kontakter på båda sidor av enheten för att skapa skärmar som kan göras så att de är både topp- och bottenutsläppande (transparenta). TOLED kan förbättra kontrasten kraftigt, vilket gör det mycket lättare att se skärmar i starkt solljus. Denna teknik kan användas i Head-up-skärmar , smarta fönster eller augmented reality- applikationer.
Graderad heterojunction
Graderade heterojunction OLED: er minskar gradvis förhållandet mellan elektronhål och elektrontransporterande kemikalier. Detta resulterar i nästan dubbelt så stor kvanteffektivitet som befintliga OLED: er.
Staplade OLED
Staplade OLED -enheter använder en pixelarkitektur som staplar de röda, gröna och blåa subpixlarna ovanpå varandra istället för bredvid varandra, vilket leder till en väsentlig ökning av spektrum och färgdjup och minskar pixelavståndet kraftigt. Andra displaytekniker med RGB (och RGBW) pixlar som är mappade bredvid varandra tenderar att minska den potentiella upplösningen.
Omvänd OLED
Till skillnad från en konventionell OLED, där anoden är placerad på substratet, använder en inverterad OLED en bottenkod som kan anslutas till avloppsänden på en n-kanal TFT speciellt för det billiga amorfa kisel TFT-bakplanet som är användbart i tillverkning av AMOLED -skärmar.

Alla OLED-skärmar (passiv och aktiv matris) använder en drivrutins-IC, ofta monterad med chip-on-glass (COG), med en anisotrop ledande film .

Färgmönsterteknik

Shadow mask mönster metod

Den vanligaste mönstermetoden för organiska ljusemitterande skärmar är skuggmaskering under filmavsättning, även kallad "RGB sida vid sida" -metod eller "RGB-pixelering" -metod. Metallplåtar med flera öppningar gjorda av material med låg termisk expansion, såsom nickellegering, placeras mellan den uppvärmda förångningskällan och substratet, så att det organiska eller oorganiska materialet från förångningskällan avsätts endast till önskad plats på substratet. Nästan alla små OLED -skärmar för smartphones har tillverkats med denna metod. Fina metallmasker (FMM) tillverkade av fotokemisk bearbetning , som påminner om gamla CRT -skuggmasker , används i denna process. Maskens prickdensitet bestämmer pixeltätheten för den färdiga skärmen. Fine Hybrid Masks (FHM) är lättare än FFM, vilket minskar böjningen som orsakas av maskens egen vikt och görs med hjälp av en elektroformningsprocess. Denna metod kräver uppvärmning av elektroluminiscerande material till 300 ° C med en termisk metod i högt vakuum på 10-5 Pa. En syremätare säkerställer att inget syre kommer in i kammaren eftersom det kan skada (genom oxidation) det elektroluminescerande materialet, som är i pulverform. Masken är i linje med modersubstratet före varje användning och placeras strax under substratet. Substratet och maskenheten placeras högst upp på deponeringskammaren. Därefter deponeras elektrodskiktet genom att utsätta silver och aluminiumpulver för 1000 ° C med användning av en elektronstråle. Skuggmasker tillåter höga pixeltätheter på upp till 2250 PPI. Hög pixeltäthet är nödvändig för virtual reality -headset .

Vit + färgfiltermetod

Även om skuggmasks mönstermetod är en mogen teknik som används från den första OLED-tillverkningen, orsakar den många problem som mörka fläckbildningar på grund av mask-substratkontakt eller feljustering av mönstret på grund av deformation av skuggmask. Sådan defektbildning kan betraktas som trivial när skärmstorleken är liten, men det orsakar allvarliga problem när en stor display tillverkas, vilket medför betydande produktionsutbytesförluster. För att kringgå sådana problem har vita utsläppsenheter med 4-sub-pixelfärgfilter (vitt, rött, grönt och blått) använts för stora tv-apparater. Trots ljusabsorptionen av färgfiltret kan toppmoderna OLED-TV: er återge färger mycket bra, till exempel 100% NTSC , och förbrukar lite ström samtidigt. Detta görs genom att använda ett emissionsspektrum med hög känslighet för mänskliga ögon, speciella färgfilter med lågspektrumöverlappning och prestandajustering med färgstatistik i beaktande. Detta tillvägagångssätt kallas också "Color-by-white" -metoden.

Andra metoder för färgmönster

Det finns andra typer av framväxande mönstertekniker för att öka tillverkningen av OLED. Mönsterbara organiska ljusemitterande enheter använder ett ljus- eller värmeaktiverat elektroaktivt lager. Ett latent material ( PEDOT-TMA ) ingår i detta skikt som vid aktivering blir mycket effektivt som ett hålinjektionsskikt. Med denna process kan ljusemitterande enheter med godtyckliga mönster förberedas.

Färgmönster kan åstadkommas med hjälp av en laser, såsom en strålningsinducerad sublimeringsöverföring (RIST).

Organisk ångstråleutskrift (OVJP) använder en inert bärargas, såsom argon eller kväve , för att transportera avdunstade organiska molekyler (som vid organisk ångfasavsättning). Gasen matas ut genom ett mikrometerstor munstycke eller munstycksuppsättning nära substratet när det översätts. Detta möjliggör utskrift av godtyckliga flerskiktsmönster utan användning av lösningsmedel.

Precis som bläckstråle -materialavlagring avsätter bläckstråleskrivning (IJE) exakta mängder lösningsmedel på ett substrat som är utformat för att selektivt lösa upp substratmaterialet och framkalla en struktur eller ett mönster. Bläckstråleetsning av polymerskikt i OLED kan användas för att öka den totala utkopplingseffektiviteten. I OLED sänds ljus som produceras från OLED: s utsändande lager delvis ut ur enheten och delvis fångas inuti enheten genom total intern reflektion (TIR). Detta fångade ljus vågleds längs enhetens inre tills det når en kant där det försvinner antingen genom absorption eller utsläpp. Bläckstråleetsning kan användas för att selektivt ändra de polymera skikten i OLED-strukturer för att minska totala TIR och öka utkopplingseffektiviteten hos OLED. Jämfört med ett icke-etsat polymerskikt hjälper det strukturerade polymerskiktet i OLED-strukturen från IJE-processen att minska OLED-enhetens TIR. IJE-lösningsmedel är vanligtvis organiska istället för vattenbaserade på grund av deras icke-sura natur och förmåga att effektivt lösa upp material vid temperaturer under kokpunkten för vatten.

Överföringsutskrift är en framväxande teknik för att effektivt montera ett stort antal parallella OLED- och AMOLED-enheter. Det drar nytta av standardmetallavsättning, fotolitografi och etsning för att skapa inriktningsmärken vanligtvis på glas eller andra anläggningssubstrat. Tunna polymerlimskikt appliceras för att öka motståndskraften mot partiklar och ytdefekter. Mikroskala IC: er trycks över på den självhäftande ytan och bakas sedan för att härda limskikten helt. Ytterligare ett ljuskänsligt polymerskikt appliceras på substratet för att ta hänsyn till topografin som orsakas av de tryckta IC: erna och återinför en plan yta. Fotolitografi och etsning tar bort några polymerskikt för att avslöja ledande dynor på IC: erna. Därefter appliceras anodskiktet på enhetens bakplan för att bilda den nedre elektroden. OLED -skikt appliceras på anodskiktet med konventionell ångavsättning och täcks med ett ledande metallelektrodskikt. Från och med 2011 kunde överföringsutskrift skriva ut på målsubstrat upp till 500 mm X 400 mm. Den här storleksgränsen måste utökas för att överföringsutskrift ska bli en vanlig process för tillverkning av stora OLED/AMOLED-skärmar.

Experimentella OLED -skärmar som använder konventionella fotolitografitekniker i stället för FMM har demonstrerats, vilket möjliggör stora substratstorlekar (eftersom det eliminerar behovet av en mask som måste vara lika stor som substratet) och god avkastningskontroll.

TFT -backplane -teknik

För en högupplöst bildskärm som en TV krävs ett TFT -bakplan för att driva pixlarna korrekt. Från och med 2019, låg temperatur polykristallint kisel (LTPS)  - tunnfilmstransistor är (TFT) i stor utsträckning för kommersiella AMOLED displayer. LTPS-TFT har variation av prestanda i en display, så olika kompensationskretsar har rapporterats. På grund av storleksbegränsningen för excimerlasern som används för LTPS var AMOLED -storleken begränsad. För att klara hindret för panelstorleken har amorf-kisel/mikrokristallint-kisel-bakplan rapporterats med stora demonstrationer av prototyper. Ett IGZO -bakplan kan också användas.

Fördelar

Demonstration av en 4,1 " flexibel prototypskärm från Sony

OLED: s olika tillverkningsprocesser har flera fördelar jämfört med plattskärmar gjorda med LCD -teknik.

Lägre kostnad i framtiden
OLED kan skrivas ut på vilket lämpligt underlag som helst med en bläckstråleskrivare eller till och med genom skärmutskrift, vilket teoretiskt gör dem billigare att producera än LCD- eller plasmaskärmar . Men tillverkningen av OLED -substratet från och med 2018 är dyrare än för TFT LCD -skärmar. Roll-to-roll ångavsättningsmetoder för organiska enheter tillåter massproduktion av tusentals enheter per minut till minimal kostnad; denna teknik orsakar emellertid också problem: enheter med flera lager kan vara utmanande att göra på grund av registrering - att rada upp de olika tryckta lagren till erforderlig noggrannhet.
Lätta och flexibla plastunderlag
OLED-skärmar kan tillverkas på flexibla plastunderlag, vilket leder till möjlig tillverkning av flexibla organiska ljusemitterande dioder för andra nya applikationer, till exempel upprullningsdisplayer inbäddade i tyger eller kläder. Om ett substrat som polyetylentereftalat (PET) kan användas kan skärmarna tillverkas billigt. Dessutom är plastsubstrat krossbeständiga, till skillnad från glasskärmarna som används i LCD-enheter.
Bättre bildkvalitet
OLED möjliggör ett större kontrastförhållande och bredare betraktningsvinkel jämfört med LCD -skärmar, eftersom OLED -pixlar avger ljus direkt. Detta ger också en djupare svartnivå, eftersom en svart OLED -skärm inte avger något ljus. Dessutom verkar OLED -pixelfärger korrekta och oskiftade, även när betraktningsvinkeln närmar sig 90 ° från det normala .
Bättre energieffektivitet och tjocklek
LCD -skärmar filtrerar ljuset från en bakgrundsbelysning , så att en liten bråkdel av ljus kan släppas igenom. Således kan de inte visa äkta svart. Ett inaktivt OLED -element producerar dock inte ljus eller förbrukar ström, vilket tillåter äkta svarta. Att ta bort bakgrundsbelysningen gör också OLED: er lättare eftersom vissa substrat inte behövs. När man tittar på topputsläppande OLED spelar tjocklek också en roll när man talar om indexmatchlager (IML). Emissionsintensiteten förbättras när IML -tjockleken är 1,3–2,5  nm. Brytningsvärdet och matchningen av den optiska IML -egenskapen, inklusive enhetens strukturparametrar, förbättrar också emissionsintensiteten vid dessa tjocklekar.
Respons tid
OLED har också en mycket snabbare svarstid än en LCD. Med hjälp av svarstidskompensationsteknologi kan de snabbaste moderna LCD -skärmarna nå svartider så låga som 1  ms för sin snabbaste färgövergång och kan uppdatera frekvenser så höga som 240  Hz. Enligt LG är OLED -svarstider upp till 1 000 gånger snabbare än LCD, vilket sätter konservativa uppskattningar på under 10  μs (0,01  ms), vilket teoretiskt kan rymma uppdateringsfrekvenser som närmar sig 100  kHz (100 000  Hz). På grund av deras extremt snabba responstid kan OLED-skärmar också enkelt utformas för att bli strålade, vilket skapar en effekt som liknar CRT-flimmer för att undvika prov-och-håll- beteendet som ses på både LCD-skärmar och vissa OLED-skärmar, vilket skapar uppfattningen rörelseoskärpa.

Nackdelar

LEP (ljusemitterande polymer) display som visar partiellt fel
En gammal OLED -display som visar slitage

Livslängd

Det största tekniska problemet för OLED är den begränsade livslängden för de organiska materialen. En teknisk rapport från 2008 om en OLED -TV -panel visade att efter 1000  timmar försämrades den blå luminansen med 12%, den röda med 7%och den gröna med 8%. I synnerhet hade blå OLED vid den tiden en livstid på cirka 14 000  timmar till hälften av den ursprungliga ljusstyrkan (fem år vid åtta timmar per dag) när de användes för plattskärmar. Detta är lägre än den normala livslängden för LCD-, LED- eller PDP -teknik. var och en uppskattad för cirka 25 000–40 000  timmar till halv ljusstyrka, beroende på tillverkare och modell. En stor utmaning för OLED -skärmar är bildandet av mörka fläckar på grund av inträngande av syre och fukt, vilket försämrar det organiska materialet över tiden oavsett om skärmen är strömförsörjd eller inte. Under 2016 rapporterade LG Electronics en förväntad livslängd på 100 000 timmar, upp från 36 000 timmar 2013. Ett amerikanskt energidepartement visar att den förväntade livslängden för OLED -belysningsprodukter går ner med ökande ljusstyrka, med en förväntad livslängd på 40 000 timmar vid 25 % ljusstyrka, eller 10 000 timmar med 100% ljusstyrka.

Orsak till nedbrytning

Nedbrytning sker på grund av ackumulering av icke -strålande rekombinationscentra och luminescensläckare i den utsändande zonen. Det sägs att den kemiska nedbrytningen i halvledarna sker i fyra steg:

  1. rekombination av laddningsbärare genom absorption av UV -ljus
  2. homolytisk dissociation
  3. efterföljande radikaladditionsreaktioner som bildar π -radikaler
  4. oproportionerlig mellan två radikaler som resulterar i väte-atomöverföringsreaktioner

Vissa tillverkares bildskärmar syftar dock till att öka livslängden för OLED -skärmar och skjuta deras förväntade livslängd förbi LCD -skärmar genom att förbättra ljusutkopplingen och därmed uppnå samma ljusstyrka vid en lägre drivström. Under 2007 genomfördes experimentella OLED skapas som kan upprätthålla 400  cd / m 2 av luminans i över 198 tusen  timmar för gröna OLED och 62.000  timmar för blå OLED. År 2012 förbättrades OLED -livslängden till hälften av den ursprungliga ljusstyrkan till 900 000  timmar för rött, 1 450 000  timmar för gult och 400 000  timmar för grönt vid en initial luminans på 1 000  cd/m 2 . Korrekt inkapsling är avgörande för att förlänga en OLED -bildskärms livslängd, eftersom OLED -ljusemitterande elektroluminiscerande material är känsliga för syre och fukt. När de utsätts för fukt eller syre bryts de elektroluminescerande materialen i OLED ned när de oxiderar, genererar svarta fläckar och reducerar eller krymper det område som avger ljus, vilket minskar ljusutgången. Denna minskning kan ske i pixel för pixel. Detta kan också leda till delaminering av elektrodskiktet, vilket så småningom kan leda till fullständigt panelfel.

Nedbrytning sker tre storleksordningar snabbare när de utsätts för fukt än när de utsätts för syre. Inkapsling kan utföras genom att applicera ett epoxilim med torkmedel, genom att laminera en glasskiva med epoxilim och torkmedel följt av vakuumavgasning, eller genom att använda Thin-Film Encapsulation (TFE), som är en flerlagersbeläggning av alternerande organiska och oorganiska skikten. De organiska skikten appliceras med bläckstråleskrivare, och de oorganiska skikten appliceras med hjälp av Atomic Layer Deposition (ALD). Inkapslingsprocessen utförs under en kvävemiljö med användning av UV- härdbart LOCA- lim och elektroluminiscerande och elektrodmaterialavsättningsprocesser utförs under högvakuum. Inkapslings- och materialavsättningsprocesserna utförs av en enda maskin efter att tunnfilmstransistorerna har applicerats. Transistorerna appliceras i en process som är densamma för LCD -skärmar. Elektroluminiscerande material kan också appliceras med bläckstråleskrivare.

Färgbalans

OLED -materialet som används för att producera blått ljus bryts ner mycket snabbare än det material som används för att producera andra färger; med andra ord, blått ljus kommer att minska i förhållande till de andra ljusfärgerna. Denna variation i differensfärgutmatningen kommer att förändra färgbalansen på skärmen och är mycket mer märkbar än en enhetlig minskning av den totala luminansen. Detta kan undvikas delvis genom att justera färgbalansen, men detta kan kräva avancerade styrkretsar och inmatning från en kunnig användare. Mer vanligt är dock att tillverkare optimerar storleken på R, G och B subpixlar för att minska strömtätheten genom subpixeln för att utjämna livslängden vid full luminans. Till exempel kan en blå subpixel vara 100% större än den gröna subpixeln. Den röda subpixeln kan vara 10% större än den gröna.

Effektivitet av blå OLED

Förbättringar av effektiviteten och livslängden för blå OLED är avgörande för OLED: s framgång som ersättare för LCD -teknik. Betydande forskning har investerats för att utveckla blå OLED med hög extern kvanteffektivitet , samt en djupare blå färg. Externa kvanteffektivitetsvärden på 20% och 19% har rapporterats för röda (625  nm) respektive gröna (530  nm) dioder. Men blå dioder (430  nm) har endast kunnat uppnå maximal extern kvanteffektivitet i intervallet 4% till 6%.

Sedan 2012 fokuserar forskningen på organiska material som uppvisar termiskt aktiverad fördröjd fluorescens (TADF), upptäckt vid Kyushu University OPERA och UC Santa Barbara CPOS . TADF skulle möjliggöra en stabil och högeffektiv lösning som kan bearbetas (vilket innebär att de organiska materialen är skiktade i lösningar som producerar tunnare lager) blå emitter, med intern kvanteffektivitet som når 100%. Blå TADF-sändare förväntas släppas ut 2020 och kommer att användas för WOLED- skärmar med fosforescerande färgfilter, samt blå OLED-skärmar med bläcktryckta QD-färgfilter .

Vattenskada

Vatten kan omedelbart skada skärmarnas organiska material. Därför är förbättrade tätningsprocesser viktiga för praktisk tillverkning. Vattenskador kan särskilt begränsa livslängden för mer flexibla skärmar.

Utomhusprestanda

Som en emissiv displayteknologi förlitar sig OLED helt på att konvertera el till ljus, till skillnad från de flesta LCD -skärmar som till viss del är reflekterande. E-papper leder vägen i effektivitet med ~ 33% reflekterande omgivande ljus, vilket gör att skärmen kan användas utan någon intern ljuskälla. Den metalliska katoden i en OLED fungerar som en spegel, med reflektans som närmar sig 80%, vilket leder till dålig läsbarhet i starkt omgivande ljus som utomhus. Men med korrekt applicering av en cirkulär polarisator och antireflekterande beläggningar kan den diffusa reflektansen reduceras till mindre än 0,1%. Med 10 000 fc incidentbelysning (typiskt testförhållande för simulering av utomhusbelysning) ger det en ungefärlig fotopisk kontrast på 5: 1. Framsteg inom OLED -teknik gör det dock möjligt för OLED att bli bättre än LCD -skärmar i starkt solljus. Den AMOLED skärm i Galaxy S5 , till exempel, visade sig överträffa alla LCD-skärmar på marknaden när det gäller strömförbrukning, ljusstyrka och reflektion.

Energiförbrukning

Medan en OLED förbrukar cirka 40% av effekten på en LCD -skärm som visar en bild som i första hand är svart, kommer den för de flesta bilderna att använda 60–80% av en LCD -skärm. En OLED kan dock använda mer än 300% ström för att visa en bild med vit bakgrund, till exempel ett dokument eller en webbplats. Detta kan leda till minskad batteritid i mobila enheter när vit bakgrund används.

Skärmen flimrar

OLED använder pulsbreddsmodulering för att visa färg/ljusstyrka, så även om skärmen har 100% ljusstyrka kommer pixlar som till exempel är 50% grå att vara avstängda 50% av tiden, vilket ger en subtil strobe -effekt. Det alternativa sättet att minska ljusstyrkan skulle vara att minska den konstanta effekten till OLED: erna, vilket inte skulle resultera i att skärmen flimrar, men en märkbar förändring i färgbalansen, som blir sämre när ljusstyrkan minskar.

Tillverkare och kommersiell användning

Förstorad bild av AMOLED -skärmen på Google Nexus One -smarttelefonen med RGBG -systemet från PenTile Matrix Family .
En 3,8  cm (1,5 tum  ) OLED -skärm från en Creative ZEN V -mediaspelare
OLED -belysning i ett köpcentrum i Aachen , Tyskland

Nästan alla OLED-tillverkare förlitar sig på materialavsättningsutrustning som endast tillverkas av en handfull företag, den mest anmärkningsvärda är Canon Tokki , en enhet från Canon Inc. Canon Tokki rapporteras ha ett nästan monopol på det gigantiska vakuumet för tillverkning av OLED maskiner, anmärkningsvärda för sin storlek på 100 meter (330 fot). Apple har enbart förlitat sig på Canon Tokki i sitt försök att introducera sina egna OLED -skärmar för iPhones som släpptes 2017. De elektroluminiserande materialen som behövs för OLED tillverkas också av en handfull företag, varav några är Merck, Universal Display Corporation och LG Chem . Maskinerna som applicerar dessa material kan fungera kontinuerligt i 5–6 dagar och kan bearbeta ett modersubstrat på 5 minuter.

OLED -tekniken används i kommersiella applikationer såsom skärmar för mobiltelefoner och bärbara digitala mediaspelare , bilradioer och digitalkameror bland annat, samt belysning. Sådana bärbara displayapplikationer gynnar den höga ljusutgången från OLED -enheter för läsbarhet i solljus och deras låga strömförbrukning. Bärbara skärmar används också intermittent, så den lägre livslängden för organiska skärmar är mindre problem. Prototyper har gjorts av flexibla och rullbara skärmar som använder OLED: s unika egenskaper. Även applikationer inom flexibla skyltar och belysning utvecklas. OLED -belysning erbjuder flera fördelar jämfört med LED -belysning, såsom belysning av högre kvalitet, mer diffus ljuskälla och panelformer. Philips Lighting har gjort OLED -belysningsprover under varumärket "Lumiblade" tillgängligt online och Novaled AG med säte i Dresden, Tyskland, introducerade en serie OLED -skrivbordslampor som heter "Victory" i september 2011.

Nokia introducerade OLED -mobiltelefoner inklusive N85 och N86 8MP , som båda har en AMOLED -skärm. OLED -enheter har också använts i de flesta mobiltelefoner från Motorola och Samsung , samt vissa modeller från HTC , LG och Sony Ericsson . OLED -teknik finns också i digitala mediaspelare som Creative ZEN V , iriver clix , Zune HD och Sony Walkman X Series .

Smarttelefonen Google och HTC Nexus One har en AMOLED -skärm, liksom HTCs egna Desire- och Legend -telefoner. På grund av brist på utbud av de Samsung-tillverkade skärmarna kommer dock vissa HTC-modeller att använda Sonys SLCD- skärmar i framtiden, medan Google och Samsung Nexus S- smarttelefonen kommer att använda "Super Clear LCD" istället i vissa länder.

OLED-displayer användes i klockor tillverkade av Fossil (JR-9465) och Diesel (DZ-7086). Andra tillverkare av OLED -paneler inkluderar Anwell Technologies Limited (Hong Kong), AU Optronics (Taiwan), Chimei Innolux Corporation (Taiwan), LG (Korea) och andra.

DuPont uppgav i ett pressmeddelande i maj 2010 att de kan producera en 50-tums OLED-TV på två minuter med en ny utskriftsteknik. Om detta kan skalas upp när det gäller tillverkning skulle den totala kostnaden för OLED -TV -apparater minskas kraftigt. DuPont säger också att OLED-TV-apparater tillverkade med denna billigare teknik kan hålla upp till 15 år om de lämnas på en normal åtta timmars dag.

Användningen av OLED kan omfattas av patent som innehas av Universal Display Corporation , Eastman Kodak , DuPont , General Electric , Royal Philips Electronics , många universitet och andra. År 2008 kom tusentals patent kopplade till OLED från större företag och mindre teknikföretag.

Flexibla OLED -skärmar har använts av tillverkare för att skapa böjda skärmar som Galaxy S7 Edge men de fanns inte i enheter som kan böjas av användarna. Samsung visade upp en utrullningsskärm 2016.

Den 31 oktober 2018 presenterade Royole , ett kinesiskt elektronikföretag, världens första vikbara skärmtelefon med en flexibel OLED -skärm. Den 20 februari 2019 Samsung meddelade Samsung Galaxy Vik med en vikbar OLED display från Samsung Display, dess majoritetsägt dotterbolag. På MWC 2019 den 25 februari 2019, Huawei meddelade Huawei Mate X med en vikbar OLED-skärm från BOE .

Under 2010-talet såg man också en bred användning av TGP (Tracking Gate-line i Pixel), som flyttar drivkretsen från skärmens gränser till mellan bildskärmens pixlar, vilket möjliggör smala ramar.

Mode

Textilier som innehåller OLED är en innovation i modevärlden och utgör ett sätt att integrera belysning för att få inerta föremål till en helt ny nivå av mode. Förhoppningen är att kombinera komfort och lågkostnadsegenskaper hos textil med OLED: s egenskaper för belysning och låg energiförbrukning. Även om detta scenario med belysta kläder är mycket troligt, är utmaningar fortfarande ett vägspärr. Några frågor inkluderar: OLED: s livstid, styvhet i flexibla foliesubstrat och brist på forskning om att göra mer tyg som fotoniska textilier.

Bil

En japansk tillverkare Pioneer Electronic Corporation producerade de första bilstereon med en monokrom OLED -skärm, som också var världens första OLED -produkt.

Aston Martin DB9 införlivade världens första OLED -skärm för bilar, som tillverkades av Yazaki , följt av 2004 Jeep Grand Cherokee och Chevrolet Corvette C6.

Antalet biltillverkare som använder OLED är fortfarande sällsynt och begränsat till avancerade marknader. Exempelvis har 2010 Lexus RX en OLED-skärm istället för en tunnfilmstransistor (TFT-LCD).

2015 Hyundai Sonata och Kia Soul EV använder en 3,5 "vit PMOLED -skärm.

Företagsspecifika applikationer

Samsung

Samsung AMOLED -skärmar

År 2004 var Samsung Display , ett dotterbolag till Sydkoreas största konglomerat och ett tidigare Samsung- NEC joint venture, världens största OLED-tillverkare, som producerade 40% av de OLED-skärmar som tillverkats i världen och har från 2010 en 98% andel av den globala AMOLED -marknaden. Företaget leder världen inom OLED -industrin och genererar 100,2  miljoner dollar av de totala  intäkterna på 475 miljoner dollar på den globala OLED -marknaden 2006. Från och med 2006 innehade det mer än 600 amerikanska patent och mer än 2800 internationella patent, vilket gör det till det största ägare av AMOLED -teknologipatent.

Samsung SDI tillkännagav 2005, världens största OLED -TV vid den tiden, på 21 tum (53 cm). Denna OLED hade den högsta upplösningen vid den tiden, på 6,22  miljoner pixlar. Dessutom antog företaget aktiv matrisbaserad teknik för sin låga strömförbrukning och högupplösta egenskaper. Detta överskreds i januari 2008, när Samsung visade världens största och tunnaste OLED -TV vid den tiden, med 31  tum (78  cm) och 4,3  mm.

I maj 2008 presenterade Samsung ett ultratunt 12,1  tum (30  cm) bärbart OLED-skärmkoncept med en upplösning på 1 280 × 768 med oändligt kontrastförhållande. Enligt Woo Jong Lee, vice vd för Mobile Display Marketing Team på Samsung SDI, förväntade sig företaget att OLED -skärmar skulle användas i bärbara datorer så snart som 2010.

I oktober 2008 visade Samsung världens tunnaste OLED -skärm, också den första som var "klappbar" och böjbar. Den mäter bara 0,05  mm (tunnare än papper), men en Samsung -medarbetare sa att det är "tekniskt möjligt att göra panelen tunnare". För att uppnå denna tjocklek etsade Samsung en OLED -panel som använder ett normalt glasunderlag. Drivkretsen bildades av lågtemperatur-polysilikon-TFT: er. Dessutom användes lågmolekylära organiska EL-material. Skärmens pixelantal är 480 × 272. Kontrastförhållandet är 100 000: 1 och luminansen är 200  cd/m 2 . Färgåtergivningsområdet är 100% av NTSC -standarden.

Från och med 2020, världens största OLED-tv på 88-tums med en 8K-upplösning, bildhastighet upp till 120 fps och kostnad på 34676 amerikanska dollar.

Vid Consumer Electronics Show (CES) i januari 2010 demonstrerade Samsung en bärbar dator med en stor, transparent OLED -skärm med upp till 40% transparens och en animerad OLED -skärm på ett foto -ID -kort.

Samsungs 2010 AMOLED -smartphones använde sitt Super AMOLED -varumärke, med Samsung Wave S8500 och Samsung i9000 Galaxy S som lanserades i juni 2010. I januari 2011 tillkännagav Samsung sina Super AMOLED Plus -skärmar, som erbjuder flera framsteg jämfört med de äldre Super AMOLED -skärmarna: verkliga randmatris (50% fler subpixlar), tunnare formfaktor, ljusare bild och en minskning av energiförbrukningen med 18%.

Vid CES 2012 introducerade Samsung den första 55 "TV -skärmen som använder Super OLED -teknik.

Den 8 januari 2013 presenterade Samsung på CES en unik böjd 4K Ultra S9 OLED-TV, som de uppger ger en "IMAX-liknande upplevelse" för tittarna.

Den 13 augusti 2013 meddelade Samsung att en 55-tums böjd OLED-TV (modell KN55S9C) finns tillgänglig i USA till en prispunkt på 8999,99 dollar.

Den 6 september 2013 lanserade Samsung sin 55-tums böjda OLED-TV (modell KE55S9C) i Storbritannien med John Lewis.

Samsung introducerade Galaxy Round -smarttelefonen på den koreanska marknaden i oktober 2013. Enheten har en 1080p -skärm, som mäter 5,7 tum (14 cm), som kurvor på den vertikala axeln i ett avrundat fodral. Företaget har främjat följande fördelar: En ny funktion som kallas "Round Interaction" som gör att användarna kan titta på information genom att luta handenheten på en plan yta med skärmen avstängd och känslan av en kontinuerlig övergång när användaren växlar mellan startskärmar .

Sony

Sony XEL-1 , världens första OLED-TV. (främre)

Den Sony Clie PEG-VZ90 släpptes 2004, är den första PDA att presentera en OLED-skärm. Andra Sony-produkter med OLED-skärmar inkluderar den bärbara minidiskinspelaren MZ-RH1, som släpptes 2006 och Walkman X-serien .

Vid 2007, Las Vegas Consumer Electronics Show (CES), visade Sony upp en 11-tums (28 cm), (upplösning 960 × 540) och 27-tums (69 cm), full HD-upplösning på 1920 × 1080 OLED-TV-modeller. Båda hävdade 1 000 000: 1 kontrastförhållanden och totala tjocklekar (inklusive ramar) på 5  mm. I april 2007 meddelade Sony att de skulle tillverka 1000 11-tums (28 cm) OLED-TV-apparater per månad för marknadstestning. Den 1 oktober 2007 meddelade Sony att 11-tums (28 cm) modellen XEL-1 var den första kommersiella OLED-TV: n och den släpptes i Japan i december 2007.

I maj 2007 presenterade Sony offentligt en video med en 2,5-tums (6,4 cm) flexibel OLED-skärm som bara är 0,3 millimeter tjock. Vid utställningen Display 2008 visade Sony en 0,2  mm tjock 3,5 tum (8,9 cm) skärm med en upplösning på 320 × 200 pixlar och en 0,3  mm tjock 11 tum (28 cm) skärm med 960 × 540 pixlar upplösning, en tiondel tjockleken på XEL-1.

I juli 2008 sade ett japanskt statligt organ att det skulle finansiera ett gemensamt projekt av ledande företag, som ska utveckla en nyckelteknologi för att producera stora, energibesparande ekologiska displayer. Projektet omfattar ett laboratorium och 10 företag, däribland Sony Corp. NEDO sade projektet syftar till att utveckla en kärnteknologi till massproducera 40  tum eller större OLED-displayer i slutet av 2010-talet.

I oktober 2008 publicerade Sony forskningsresultat med Max Planck-institutet om möjligheten till massmarknadsböjningsdisplayer som kan ersätta stela LCD-skärmar och plasmaskärmar. Så småningom kan böjbara, genomskinliga skärmar staplas för att producera 3D-bilder med mycket större kontrastförhållanden och betraktningsvinklar än befintliga produkter.

Sony ställde ut en 24,5 "(62  cm) prototyp OLED 3D -TV under Consumer Electronics Show i januari 2010.

I januari 2011 tillkännagav Sony PlayStation Vita handhållna spelkonsol (efterträdaren till PSP ) kommer att ha en 5-tums OLED-skärm.

Den 17 februari 2011 tillkännagav Sony sin 25 "(63,5  cm) OLED Professional Reference Monitor riktad till biografen och avancerade Drama Post Production -marknaden.

Den 25 juni 2012 tillkännagav Sony och Panasonic ett joint venture för att skapa lågpris -massproduktion OLED -tv senast 2013. Sony presenterade sin första OLED -TV sedan 2008 på CES 2017, kallad A1E. Det avslöjade två andra modeller 2018 en på CES 2018 kallad A8F och andra en Master Series TV som heter A9F. På CES 2019 presenterade de ytterligare två modeller, den ena A8G och den andra en Bravia -serie -tv som heter A9G. Sedan, på CES 2020 , avslöjade de A8H, som faktiskt var en A9G när det gäller bildkvalitet men med vissa kompromisser på grund av dess lägre kostnad. Vid samma evenemang avslöjade de också en 48-tums version av A9G, vilket gör den till dess minsta OLED-TV sedan XEL-1.

LG

Den 9 april 2009 förvärvade LG Kodaks OLED -verksamhet och började använda vit OLED -teknik. Från och med 2010 producerade LG Electronics en modell av OLED-tv, 15-tums (38 cm) 15EL9500 och hade meddelat en 31-tums (79 cm) OLED 3D-tv för mars 2011. Den 26 december 2011 tillkännagav LG officiellt " världens största 55-tums (140 cm) OLED-panel "och presenterade den på CES 2012. I slutet av 2012 tillkännager LG lanseringen av 55EM9600 OLED-TV: n i Australien.

I januari 2015 tecknade LG Display ett långsiktigt avtal med Universal Display Corporation för leverans av OLED-material och rätten att använda sina patenterade OLED-sändare.

Mitsubishi

Lumiotec är det första företaget i världen som sedan januari 2011 utvecklar och säljer massproducerade OLED-belysningspaneler med sådan ljusstyrka och lång livslängd. Lumiotec är ett joint venture mellan Mitsubishi Heavy Industries, ROHM, Toppan Printing och Mitsui & Co. Den 1 juni 2011 installerade Mitsubishi Electric en 6-meters OLED-sfär i Tokyos vetenskapsmuseum.

Recom Group

Den 6 januari 2011 introducerade Los Angeles-baserade teknikföretaget Recom Group den första applikationen för små skärmar för OLED på Consumer Electronics Show i Las Vegas. Detta var en 2,8 "(7  cm) OLED -skärm som användes som en bärbar videonamnmärke. På Consumer Electronics Show 2012 introducerade Recom Group världens första videomikroflagga med tre 2,8" (7  cm) OLED -skärmar på en standard sändares mikroflagga. Videomikroflaggan gjorde det möjligt att visa videoinnehåll och reklam på en sändares standardmikroflagga.

Dell

Den 6 januari 2016 meddelade Dell Ultrasharp UP3017Q OLED -skärmen på Consumer Electronics Show i Las Vegas. Skärmen tillkännagavs med en 30-tums (76 cm) 4K UHD OLED-panel med en 120  Hz uppdateringshastighet, 0,1 millisekunders svarstid och ett kontrastförhållande på 400 000: 1. Monitorn skulle sälja till ett pris av $ 4 999 och släppas i mars 2016, bara några månader senare. När slutet av mars rullade runt släpptes inte skärmen till marknaden och Dell talade inte om orsakerna till förseningen. Rapporter tyder på att Dell avbröt monitorn eftersom företaget var missnöjd med bildkvaliteten på OLED -panelen, särskilt mängden färgdrift som den visade när du tittade på bildskärmen från sidorna. Den 13 april 2017 släppte Dell äntligen UP3017Q OLED -skärmen till marknaden till ett pris av 3 499 dollar (1 500 dollar mindre än det ursprungliga talade priset på 4 999 dollar vid CES 2016). Förutom prisfallet hade skärmen en  uppdateringsfrekvens på 60 Hz och ett kontrastförhållande på 1 000 000: 1. Från och med juni 2017 är monitorn inte längre tillgänglig att köpa från Dells webbplats.

Äpple

Apple började använda OLED -paneler i sina klockor 2015 och i sina bärbara datorer 2016 med introduktionen av en OLED -pekfält till MacBook Pro. År 2017 tillkännagav Apple introduktionen av deras tioårsjubileum iPhone X med sin egen optimerade OLED -skärm licensierad från Universal Display Corporation. Apple har fortsatt att använda tekniken i iPhone X: s efterträdare, till exempel iPhone XS och iPhone XS Max , och iPhone 11 Pro och iPhone 11 Pro Max .

Nintendo

En tredje modell av Nintendo 's Nintendo Switch , en hybrid spelsystem, har en OLED panel som ersättning för sin nuvarande LCD panel. Meddelas sommaren 2021 och är planerad att släppas den 8 oktober 2021.

Forskning

Under 2014 utvecklade Mitsubishi Chemical Corporation (MCC), ett dotterbolag till Mitsubishi Chemical Holdings , en OLED-panel med en livslängd på 30 000 timmar, dubbelt så mycket som konventionella OLED-paneler.

Sökandet efter effektivt OLED -material har i stor utsträckning stötts av simuleringsmetoder; det är möjligt att beräkna viktiga egenskaper beräkningsmässigt, oberoende av experimentell input, vilket gör materialutveckling billigare.

Den 18 oktober 2018 visade Samsung sin forskningsplan på deras 2018 Samsung OLED -forum. Detta inkluderade fingeravtryck på displayen (FoD), Under Panel Sensor (UPS), Haptic on Display (HoD) och Sound on Display (SoD).

Olika leverantörer undersöker också kameror under OLED (Under Display Cameras). Enligt IHS Markit har Huawei samarbetat med BOE , Oppo med China Star Optoelectronics Technology (CSOT), Xiaomi med Visionox .

År 2020 föreslog forskare vid Queensland University of Technology (QUT) att använda människohår som är en källa till kol och kväve för att skapa OLED -skärmar.

Se även

Vidare läsning

  • 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 ( Fundamentals of OLED Technology ). University of Valladolid, Spanien (2008). ISBN  978-84-936644-0-4 . Tillgänglig online, med tillstånd från författarna, på webbsidan: Fundamentos de la Tecnología OLED
  • Kordt, Pascal; et al. (2015). "Modellering av organiska ljusemitterande dioder: Från molekylära till enhetsegenskaper". Avancerade funktionella material . 25 (13): 1955–1971. doi : 10.1002/adfm.201403004 . hdl : 21.11116/0000-0001-6CD1-A . S2CID  18575622 .
  • Shinar, Joseph (red.), Organic Light-Emitting Devices: A Survey . NY: Springer-Verlag (2004). ISBN  0-387-95343-4 .
  • Hari Singh Nalwa (red.), Handbook of Luminescence, Display Materials and Devices , Volume 1–3. American Scientific Publishers, Los Angeles (2003). ISBN  1-58883-010-1 . Volym 1: Organiska ljusemitterande dioder
  • Hari Singh Nalwa (red.), Handbook of Organic Electronics and Photonics , volym 1–3. American Scientific Publishers, Los Angeles (2008). ISBN  1-58883-095-0 .
  • Müllen, Klaus (red.), Organic Light Emitting Devices: Synthesis, Properties and Applications . Wiley-VCH (2006). ISBN  3-527-31218-8
  • Yersin, Hartmut (red.), Mycket effektiva OLED med fosforescerande material . Wiley-VCH (2007). ISBN  3-527-40594-1
  • Kho, Mu-Jeong, Javed, T., Mark, R., Maier, E. och David, C. (2008) 'Slutrapport: OLED Solid State Lighting-Kodak European Research' MOTI (Management of Technology and Innovation) Project, Judge Business School vid University of Cambridge och Kodak European Research, slutrapport presenterad den 4 mars 2008 på Kodak European Research vid Cambridge Science Park, Cambridge, Storbritannien., Sidorna 1–12.

Referenser

externa länkar