Органические светодиоды: 11 фактов, которые вы должны знать

Содержание

• Что такое OLED?
• Как устроены OLED?
• Как работает OLED?
• Каков спектр излучения OLED?
• Что такое перевернутые светодиоды?
• Что такое OLED со ступенчатым гетеропереходом?
• Что такое многослойные OLED?
• Какие технические характеристики у обычного OLED?
• В чем преимущества OLED?
• В чем недостатки OLED?
• В чем разница между OLED и светодиодом?

Что такое OLED? | Что означает светодиод?

OLED - это аббревиатура от Organic Light-Emitting Diodes. По сути, это тип светодиода или светодиода, который имеет излучающий электролюминесцентный слой, который действует как пленка из органических соединений и отвечает за излучение света при приложении электрического тока. В настоящее время органические светодиоды широко используются для разработки цифровых дисплеев в нескольких устройствах, таких как телевидение, мониторы, телефоны, портативные портативные игровые устройства, умные часы и т. Д. Органические светодиоды также включены в твердотельные осветительные устройства.

Как устроены OLED?

Обычный органический светоизлучающий диод представляет собой лист из органических материалов, нанесенный на подложку, которая помещается между катодом и анодом. Делокализация пи-электронов из-за сопряжения по части всей молекулы, в результате чего органические молекулы становятся электрически проводящими. Эти материалы ведут себя как органические полупроводники, поскольку их проводимость обычно находится между изоляторами и проводниками. В этих материалах роль валентной зоны и зоны проводимости неорганических полупроводников выполняют самые низкие незанятые и самые высокие занятые молекулярные орбитали (НСМО и ВЗМО).

Первоначально полимерные органические светодиоды были разработаны с одним органическим слоем. Однако в настоящее время могут быть разработаны многослойные органические светодиоды с двумя или более слоями для повышения эффективности устройства. Наряду с количеством слоев вид материала, используемого для инжекции заряда на электродах, также важен для окончательного функционирования устройства.

Проводящие свойства используемого материала определяют, будет ли поток электронов более постепенным, или блокировка заряда, или сопротивление от перехода к противоположному электроду и его неиспользования. Вещество выбирается в зависимости от свойств материала, таких как электропроводность, оптическая прозрачность и химическая стабильность. В настоящее время органические светодиоды имеют простую двухслойную структуру, которая включает излучающий слой и проводящий слой. В зависимости от химической структуры материала излучатель может быть флуоресцентным или фосфоресцентным.

Как работает органический светоизлучающий диод?

Когда операция начинается, на органический светоизлучающий диод подается разность потенциалов. На аноде сохраняется более высокий потенциал по сравнению с катодом. Материал анода основан на таких свойствах материала, как электропроводность, оптическая прозрачность и химическая стабильность. Самая низкая незанятая молекулярная орбиталь органического слоя (у катода) принимает инжектированные электроны, а самая высокая занятая молекулярная орбиталь (у анода) отводит электроны или, другими словами, инжектирует электронно-дырочные пары. В органических полупроводниках дырки сравнительно более подвижны, чем электроны. Следовательно, рекомбинация электронов и дырок в экситон происходит ближе к эмиссионному слою.

Это приводит к распаду возбужденного состояния, которое приводит к испусканию излучения с длиной волны в видимом спектре. Точная длина волны или частота испускаемого излучения определяется шириной запрещенной зоны материала, т. Е. Разницей в уровнях энергии HOMO и LUMO. В случае фосфоресцирующих эмиттеров экситоны (синглеты и триплеты) радиационно распадаются. Однако в случае люминесцентных излучателей триплеты не излучают света. Эти люминесцентные излучатели обладают максимальной собственной эффективностью всего 25%. Однако фосфоресцентные излучатели (особенно коротковолновые (синий)) имеют меньший срок службы по сравнению с флуоресцентными излучателями.

Генерируемые электронно-дырочные фермионы имеют полуцелый спин. Экситоны могут существовать как в синглетном, так и в триплетном состояниях на основе комбинации различных спинов электронов и дырок. Для каждого синглетного экситона формируется три триплетных экситона. Распад триплетного состояния (преобладающий в фосфоресцентном) запрещает спин и, следовательно, увеличивает временной интервал перехода. Фосфоресцентные органические светодиоды облегчают межсистемный переход как из триплетных, так и из синглетных состояний, используя спин-орбитальные взаимодействия. Это улучшает внутреннюю эффективность. В настоящее время органические светодиоды широко используются для разработки цифровых дисплеев в нескольких устройствах, таких как телевидение, мониторы, телефоны, портативные портативные игровые устройства, умные часы и т. Д. Органические светодиоды также включены в твердотельные осветительные устройства.

Каков спектр излучения OLED?

Длина волны испускаемого излучения зависит от типа используемого материала и количества слоев материала. Энергия излучения равна ширине запрещенной зоны материала, то есть разнице уровней энергии HOMO и LUMO. Окончательное или полное излучение органического светоизлучающего диода можно настроить виртуально, чтобы отображать любой заданный цвет, включая белый и черный. Цветовую температуру также можно изменять, собирая множество различных комбинаций слоев в одном устройстве. Органические слои обычно прозрачны в видимом спектральном диапазоне. Как правило, для достижения оптимальных результатов сочетания цветов органические светоизлучающие диоды оснащены тремя различными цветовыми слоями, а именно - RGB (красный, зеленый и синий).

Что такое перевернутые светодиоды?

В случае инвертированных органических светоизлучающих диодов анод расположен на подложке, что противоречит традиционной структуре органических светодиодов. В инвертированном органическом светоизлучающем диоде катод соединен со стоком n-канала. Это используется при разработке устройств с дисплеями AMOLED.

Что такое OLED со ступенчатым гетеропереходом?

В случае органических светоизлучающих диодов с градиентным гетеропереходом происходит постепенное уменьшение доли электронных дырок в химических веществах, переносящих электроны. Это сделано для достижения почти на 200% большей квантовой эффективности, чем у обычных органических светоизлучающих диодов.

Что такое многослойные OLED?

В случае многослойных органических светоизлучающих диодов используемая пиксельная архитектура размещает красные, зеленые и синие субпиксели вертикально друг над другом, а не горизонтально рядом друг с другом. Это приводит к значительному увеличению глубины цвета, гаммы и значительному сокращению разрыва пикселей. В других методах отображения обычно используется расположение рядом друг с другом, что снижает потенциальное разрешение.

Какие технические характеристики у обычного OLED?

Характеристики органического светодиода

Технические характеристики обычного органического светодиода показаны ниже:

Энергоэффективность180 лм/ВтТоковая эффективность40 кд/AInternal Quantum Эффективность (экситон/фотон)100%Внешняя квантовая эффективность (освещенный фотон/сформированный фотон)40%Рабочее напряжение5–8 ВНапряжение включения3–9 ВУгол обзора180°Яркость1000 кд/м2Контрастность100:1Срок службы6–11 летТемпературный диапазон-40…+50°C

В чем преимущества OLED?

Преимущества OLED

1. Органические светодиоды - это биоразлагаемые вещества.
2. Органические светодиоды сравнительно легче, тоньше и эластичнее, чем кристаллические слои в жидкокристаллических дисплеях или светоизлучающих диодах.
3. Органические светоизлучающие диоды очень гибкие, и поэтому их можно легко складывать и сворачивать, как это требуется в современных рулонных дисплеях, вставляемых в определенные ткани. Причина этого в том, что подложка, используемая в органических светодиодах, представляет собой полимер, а не стекло, используемое для светодиода или ЖК-дисплея.
4. Органические светодиоды сравнительно ярче обычных светоизлучающих диодов. Коэффициент искусственной контрастности органических светодиодов выше. Это связано с тем, что органические слои органических светодиодов намного уже, чем аналогичные неорганические кристаллические слои светодиода. Более того, проводящие и излучающие слои органических светодиодов не используют стекло (которое поглощает часть света) и могут иметь многослойную конструкцию.
5. В отличие от ЖК-дисплея, установка на органических светодиодах не требует подсветки. Это помогает снизить потребление энергии или мощности светодиодным устройством Organic. ЖК-дисплеям требуется освещение, чтобы помочь в создании видимого изображения, которое требует больше энергии, тогда как OLED-дисплеи способны генерировать собственный свет.
6. Процесс производства органических светоизлучающих диодов проще, и их можно перерабатывать в большие тонкие листы. Для сравнения, гораздо труднее получить такое большое количество слоев жидкого кристалла.
7. Органические светодиоды обеспечивают более широкий угол обзора по сравнению с ЖК-дисплеями. Это связано с тем, что пиксель органического светодиода излучает свет напрямую. Цвета пикселей органического светодиода не смещаются вместе с изменением угла наблюдения с нормального на прямой угол.
8. Органический светоизлучающий диод имеет более быстрое время отклика по сравнению с ЖК-дисплеем.

Органический светодиодный пиксель

Пиксель органического светодиода излучает свет напрямую, а цвета пикселей органического светодиода не смещаются вместе с изменением угла наблюдения с нормального на прямой угол. Органические светоизлучающие диоды обеспечивают более широкий угол обзора по сравнению с ЖК-дисплеями.

Каковы недостатки OLED?

Недостатки использования органических светоизлучающих диодов:

1. Срок службы органических светоизлучающих диодов ниже, чем у ЖК-дисплеев. Зеленые и красные органические светодиодные пленки имеют более длительный срок службы от 46,000 230,000 до 13 14,000 часов; однако срок службы синих светодиодов Organic намного короче - примерно XNUMX–XNUMX XNUMX часов.
2. Вещества, используемые для получения синего света в OLED, разлагаются быстрее, чем вещества, производящие другие цвета, что вызывает снижение общей люминесценции органического светодиода.
3. Органические светоизлучающие диоды не должны контактировать с водой, потому что это приводит к мгновенному разрушению.
4. Органическому светодиоду требуется примерно в три раза больше мощности для отображения изображения с белым фоном. Широкое использование белого фона может привести к сокращению времени автономной работы мобильных телефонов и других устройств.
5. Органические светодиоды дороги. Они стоят от 10 до 20 раз дороже, чем аналогичные по характеристикам светодиоды.
6. Отсутствует широкий спектр коммерчески доступных продуктов на основе органических светоизлучающих диодов.
7. Органические светоизлучающие диоды имеют высокую емкость, которая ограничивает полосу модуляции устройства диапазоном примерно 100 кГц.
8. Органические светоизлучающие диоды имеют низкую светоотдачу.

В чем разница между OLED и светодиодом?

Различия между OLED и светодиодом:

Органический светоизлучающий диод или OLED	Светоизлучающий диод или светодиод
В случае органических светодиодов излучающий электролюминесцентный слой состоит из органических соединений.	В случае светодиодов излучающий электролюминесцентный слой состоит из неорганических веществ.
В органическом светодиодном телевидении каждый пиксель работает индивидуально.	Светодиоды нельзя правильно использовать в качестве пикселя на телевидении из-за их размера.
У них более низкая световая отдача.	У них более высокая световая отдача.
Они могут быть как тонкими, так и небольшими за счет гибкости.	Они сравнительно менее гибкие.
Они не используют подсветку, так как могут производить собственный свет.	Они не могут производить свой собственный свет и поэтому используют подсветку.
Они дорогие.	У них сравнительно более низкие производственные затраты.
Органические светодиоды не требуют какой-либо опоры из стекла.	Светодиоды требуют стеклянной опоры.
Они обеспечивают более широкий угол обзора.	У них сравнительно меньший угловой диапазон.

Чтобы узнать больше о светодиодных полупроводниковых диодах, посетите https://lambdageeks.com/light-sensors/