Orgaaniline valgusdiood: erinevus redaktsioonide vahel

Allikas: Vikipeedia
Sirvi ajalugu interaktiivselt
← Vanem muudatusUuem muudatus →
Eemaldatud sisu Lisatud sisu
VisuaalneVikitekst
PResümee puudub
4. rida: 4. rida:
OLED-e kasutatakse enamasti televiisorite ekraanides, arvutite kuvarites ja sellistes väikestes portatiivsetes seadmetes nagu mobiiltelefonid ja pihuarvutid. Samuti kasutatakse neid valgusallikatena, ent oma varajase arengufaasi tõttu kiirgavad nad tavaliselt vähem valgust pindühiku kohta kui mitteorgaanilised [[LED]]-valgustid.
OLED-e kasutatakse enamasti televiisorite ekraanides, arvutite kuvarites ja sellistes väikestes portatiivsetes seadmetes nagu mobiiltelefonid ja pihuarvutid. Samuti kasutatakse neid valgusallikatena, ent oma varajase arengufaasi tõttu kiirgavad nad tavaliselt vähem valgust pindühiku kohta kui mitteorgaanilised [[LED]]-valgustid.


OLED-ekraanil puudub taustvalgustus ja seetõttu saab seal kuvada palju sügavamaid musti värve; võib olla ka palju õhem ja kergem kui praegu turul olevad [[Vedelkristallkuvar|LCD]]-ekraanid. Sarnaselt võivad OLED-ekraanid hämaras ruumis saavutada ksuurema kontrastsuse kui tavalised LCD-ekraanid.
OLED-ekraanil puudub taustvalgustus ja seetõttu saab seal kuvada palju sügavamaid musti värve; võib olla ka palju õhem ja kergem kui praegu turul olevad [[Vedelkristallkuvar|LCD]]-ekraanid. Sarnaselt võivad OLED-ekraanid hämaras ruumis saavutada suurema kontrastsuse kui tavalised LCD-ekraanid.


OLED-ekraane on kahte põhitüüpi: ühed, mis baseeruvad väikestel molekulidel, ja teised, mis kasutavad polümeere.
OLED-ekraane on kahte põhitüüpi: ühed, mis baseeruvad väikestel molekulidel, ja teised, mis kasutavad polümeere.


OLED-ekraanid võivad pikslite adresseerimise kasutada kas passiivmaatriks- ([[PMOLED]]) või aktiivmaatriksskeeme. Aktiivmaatriks-OLED-id ([[AMOLED]]) vajavad õhukest transistorite kihti tagaküljel, et lülitada iga konkreetne piksel sisse või välja. Tänu sellele tehnoloogiale on võimalik valmistada suurema resolutsiooni ja suurusega ekraane.<ref name="eng">{{netiviide | URL = http://en.wikipedia.org/wiki/Organic_light-emitting_diode | Pealkiri = Organic light-emitting diode | Autor = | Failitüüp = | Täpsustus = | Väljaanne = | Aeg = | Koht = | Väljaandja = | online = | Keel = inglise }} </ref>
OLED-ekraanid võivad pikslite adresseerimise kasutada kas passiivmaatriks- ([[PMOLED]]) või aktiivmaatriksskeeme. Aktiivmaatriks-OLED-id ([[AMOLED]]) vajavad õhukest transistoride kihti tagaküljel, et lülitada iga konkreetne piksel sisse või välja. Tänu sellele tehnoloogiale on võimalik valmistada suurema resolutsiooni ja suurusega ekraane.<ref name="eng">{{netiviide | URL = http://en.wikipedia.org/wiki/Organic_light-emitting_diode | Pealkiri = Organic light-emitting diode | Autor = | Failitüüp = | Täpsustus = | Väljaanne = | Aeg = | Koht = | Väljaandja = | online = | Keel = inglise }} </ref>


==Ajalugu==
==Ajalugu==
Esimest korda toodi esile elektroluminestsents orgaanilistes materjalides 1950. aastal. A. Bernanose ja tema töökaaslased [[Nancy-Université]]s Prantsusmaal avastasid, et kui panna teatud orgaanilisest materjalist õhukesed kiled vahelduvvooluga kõrge pinge alla, siis hakkavad need kihid valgust eraldama, ent nende materjalide vähene juhtivus piiras valguse eraldumise hulka nii kaua, kuni suurema juhtivusega materjalid saadavale tulid.
Esimest korda toodi esile elektroluminestsents orgaanilistes materjalides 1950. aastal. A. Bernanose ja tema töökaaslased [[Nancy-Université]]s Prantsusmaal avastasid, et kui panna teatud orgaanilisest materjalist õhukesed kiled vahelduvvooluga kõrge pinge alla, siis hakkavad need kihid valgust eraldama, ent nende materjalide vähene juhtivus piiras valguse eraldumise hulka nii kaua, kuni suurema juhtivusega materjalid saadavale tulid.


OLED-tehnoloogia lõid esmalt [[1987]]. aastal [[Ching W. Tang]] ja [[Steven Van Slyke]]<ref name=ApplPhy87>{{cite journal|doi=10.1063/1.98799|title=Organic electroluminescent diodes|year=1987|last1=Tang|first1=C. W.|last2=Vanslyke|first2=S. A.|journal=Applied Physics Letters|volume=51|pages=913}}</ref> Eastman Kodak Companys, kasutades n-ö väikesi molekule (''ingl'' sm-OLED).
OLED-tehnoloogia lõid esmalt [[1987]]. aastal [[Ching W. Tang]] ja [[Steven Van Slyke]]<ref name=ApplPhy87>{{cite journal|doi=10.1063/1.98799|title=Organic electroluminescent diodes|year=1987|last1=Tang|first1=C. W.|last2=Vanslyke|first2=S. A.|journal=Applied Physics Letters|volume=51|pages=913}}</ref> Eastman Kodak Companys, kasutades n-ö väikesi molekule (ingl k ''sm-OLED'').


==Tööpõhimõte==
==Tööpõhimõte==
29. rida: 29. rida:
[[Pilt:Oled ehitus.jpg|pisi|OLED-i ehitus]]
[[Pilt:Oled ehitus.jpg|pisi|OLED-i ehitus]]
Tüüpiline kahekihiline OLED koosneb järgmistest osadest:
Tüüpiline kahekihiline OLED koosneb järgmistest osadest:

*substraat (plastik, klaas, foolium) – moodustab OLED-i aluspõhja;
*substraat (plastik, klaas, foolium) – moodustab OLED-i aluspõhja;

*anood (läbipaistev) – anood eemaldab elektrone (lisab elektron-auke), kui vool läbib seadet;
*anood (läbipaistev) – anood eemaldab elektrone (lisab elektron-auke), kui vool läbib seadet;

*orgaanilised kihid – need kihid tehakse orgaanilistest molekulidest või polümeeridest;
*orgaanilised kihid – need kihid tehakse orgaanilistest molekulidest või polümeeridest;

::* juhtiv kiht – see kiht tehakse orgaanilisest molekulidest, mis transpordivad elektron-augud anoodist katoodi poole;
::* juhtiv kiht – see kiht tehakse orgaanilisest molekulidest, mis transpordivad elektron-augud anoodist katoodi poole;


::* kiirgav kiht – see kiht tehakse samuti orgaanilistest molekulidest, ent need erinevad nendest, mis moodustavad juhtiva kihi. Siin toimub valguse eraldumine;
::* kiirgav kiht – see kiht tehakse samuti orgaanilistest molekulidest, ent need erinevad nendest, mis moodustavad juhtiva kihi. Siin toimub valguse eraldumine;
⚫
*katood (võib olla läbipaistev) – lisab elektrone, kui seade on voolu all.<ref>{{netiviide | URL = http://electronics.howstuffworks.com/oled1.htm | Pealkiri = OLED Components | Autor = Craig Freudenrich| Failitüüp = | Täpsustus = | Väljaanne = | Aeg = | Koht = | Väljaandja = | online = | Keel = inglise }} </ref>


⚫
*katood (võib olla läbipaistev) – lisab elektrone, kui seade on voolu all.<ref>{{netiviide | URL = http://electronics.howstuffworks.com/oled1.htm | Pealkiri = OLED Components | Autor = Craig Freudenrich| Failitüüp = | Täpsustus = | Väljaanne = | Aeg = | Koht = | Väljaandja = | online = | Keel = inglise }} </ref>
==Materjalitehnoloogiad==
==Materjalitehnoloogiad==
===Väikesed molekulid===
===Väikesed molekulid===
Energiasäästlikud OLED-id, mis kasutavad väikesi molekule, lõi esmalt [[Ching W. Tang]] [[Easman Kodak]]<nowiki/>is. Tavaliselt termin "OLED" viitabki seda tüüpi seadmele, mis kasutab väikesi molekule, kuigi ka termin SM-OLED (''ingl'' small molecul OLED) on kasutuses.
Energiasäästlikud OLED-id, mis kasutavad väikesi molekule, lõi esmalt [[Ching W. Tang]] [[Easman Kodak]]<nowiki/>is. Tavaliselt termin "OLED" viitabki seda tüüpi seadmele, mis kasutab väikesi molekule, kuigi ka termin SM-OLED (ingl k ''small molecul OLED'') on kasutuses.


Väikesi molekule kasutava seadme tootmine tähendab tavaliselt kuumaurustumist vaakumis. See muudab tootmisprotsessi kallimaks ja piirab kasutamist suurtes seadmetes. Erinevalt polümeeripõhistest seadmetest võimaldab vaakum-sadestamise protsess teha hästi kontrollitud homogeenseid kihte ja ehitada väga keerulisi mitmekihilisi struktuure. See suur paindlikkus kihtide tegemisel, mis võimaldab teha täpselt laengut juhtivaid ja blokeerivaid kihte, on peamine põhjus, miks väikeste molekulidega OLED-id on nii efektiivsed.<ref name="eng"></ref>
Väikesi molekule kasutava seadme tootmine tähendab tavaliselt kuumaurustumist vaakumis. See muudab tootmisprotsessi kallimaks ja piirab kasutamist suurtes seadmetes. Erinevalt polümeeripõhistest seadmetest võimaldab vaakum-sadestamise protsess teha hästi kontrollitud homogeenseid kihte ja ehitada väga keerulisi mitmekihilisi struktuure. See suur paindlikkus kihtide tegemisel, mis võimaldab teha täpselt laengut juhtivaid ja blokeerivaid kihte, on peamine põhjus, miks väikeste molekulidega OLED-id on nii efektiivsed.<ref name="eng"></ref>
50. rida: 46. rida:
Valgust eraldavad polümeerdioodid (PLED) koosnevad elektroluminestsentsest juhtivast polümeerist, mis eraldab valgust, kui panna ta voolu alla. Polümeer-OLED-id on üsna efektiivsed ja vajavad üpris vähe energiat toodetava valguse koguse kohta.
Valgust eraldavad polümeerdioodid (PLED) koosnevad elektroluminestsentsest juhtivast polümeerist, mis eraldab valgust, kui panna ta voolu alla. Polümeer-OLED-id on üsna efektiivsed ja vajavad üpris vähe energiat toodetava valguse koguse kohta.


Vaakum-sadestamine ei sobi õhukeste polümeeri kihtide tegemiseks. Polümeere saab töödelda aga lahuses ning kasutatakse n-ö keerdkatmise (''ing. k.'' spin coating) tehnoloogiat, et valmistada väga õhukesi polümeerikihte. See meetod sobib suurte kilede tegemiseks paremini kui kuum aurustumine. Vaakum ei ole vajalik ja kiirgava kihi saab kanda substraadile ka inkjet-tehnoloogia abil, mida kasutatakse tänapäevastes printerites. Ent järgmiste kihtide pealekandmine kipub olemasolevaid kihte hävitama, seega mitmekihiliste keeruliste struktuuride moodustamine on väga keeruline selliste meetoditega. Metallist katood tuleb võib-olla ikkagi vaakum-aurustumise meetodiga peale kanda.<ref name="eng"></ref>
Vaakum-sadestamine ei sobi õhukeste polümeeri kihtide tegemiseks. Polümeere saab töödelda aga lahuses ning kasutatakse n-ö keerdkatmise (ingl k ''spin coating'') tehnoloogiat, et valmistada väga õhukesi polümeerikihte. See meetod sobib suurte kilede tegemiseks paremini kui kuum aurustumine. Vaakum ei ole vajalik ja kiirgava kihi saab kanda substraadile ka ''inkjet''-tehnoloogia abil, mida kasutatakse tänapäevastes printerites. Ent järgmiste kihtide pealekandmine kipub olemasolevaid kihte hävitama, seega mitmekihiliste keeruliste struktuuride moodustamine on väga keeruline selliste meetoditega. Metallist katood tuleb võib-olla ikkagi vaakum-aurustumise meetodiga peale kanda.<ref name="eng"></ref>


==Seadme arhitektuur==
==Seadme arhitektuur==
56. rida: 52. rida:
*'''Alt või pealt kiirgav:''' alt kiirgavad seadmed kasutavad läbipaistvat või poolläbipaistvat alumist elektroodi, et valgus läbiks läbipaistva substraadi. Pealt kiirgavad seadmed kasutavad läbipaistvat või poolläbipaistvat pealmist elektroodi, et kiirata valgust. Pealt kiirgavad seadmed sobivad paremini aktiiv-maatriksiga seadmetele, sest neid on kergem ehitada mitte läbipaistva tagataustaga.
*'''Alt või pealt kiirgav:''' alt kiirgavad seadmed kasutavad läbipaistvat või poolläbipaistvat alumist elektroodi, et valgus läbiks läbipaistva substraadi. Pealt kiirgavad seadmed kasutavad läbipaistvat või poolläbipaistvat pealmist elektroodi, et kiirata valgust. Pealt kiirgavad seadmed sobivad paremini aktiiv-maatriksiga seadmetele, sest neid on kergem ehitada mitte läbipaistva tagataustaga.


*'''Läbipaistvad OLED-id '''kasutavad läbipaistvaid või poolläbipaistvaid elektroode, et luua seade, mis on nii alt kui ka ülalt kiirgav (ehk läbipaistev). TOLED-idega (transparent OLED) on võimalik suurendada kontrastsust, mis võimaldab vaadata ekraani ka ereda päikse käes. Seda tehnoloogiat on võimalik kasutada, et luua autodele “Heads-up” ekraane, tarku aknaid ja muid reaalsust täiendavaid tooteid. Novaledi<ref>http://www.novaled.com</ref> OLED-paneel, mida esitleti Finetech Japan 2010 näitusel, on 60–70% ulatuses läbipaistev.
*'''Läbipaistvad OLED-id '''kasutavad läbipaistvaid või poolläbipaistvaid elektroode, et luua seade, mis on nii alt kui ka ülalt kiirgav (ehk läbipaistev). TOLED-idega (transparent OLED) on võimalik suurendada kontrastsust, mis võimaldab vaadata ekraani ka ereda päikse käes. Seda tehnoloogiat on võimalik kasutada, et luua autodele ''Heads-up''-ekraane, tarku aknaid ja muid reaalsust täiendavaid tooteid. Novaledi<ref>http://www.novaled.com</ref> OLED-paneel, mida esitleti Finetech Japan 2010 näitusel, on 60–70% ulatuses läbipaistev.


*'''Kuhi OLED-id '''kasutavad piksli arhitektuuri, mis asetab punase, rohelise ja sinise piksli üksteise otsa. Selline asetus suurendab värviskaalat, parandab värvi sügavust ja vähendab pikslite vahesid. Praegustel teistel tehnoloogiatel on RGB-pikslid asetatud üksteise kõrvale, mis vähendab potentsiaalset resolutsiooni.<ref name="eng"></ref>
*'''Kuhi OLED-id '''kasutavad piksli arhitektuuri, mis asetab punase, rohelise ja sinise piksli üksteise otsa. Selline asetus suurendab värviskaalat, parandab värvi sügavust ja vähendab pikslite vahesid. Praegustel teistel tehnoloogiatel on RGB-pikslid asetatud üksteise kõrvale, mis vähendab potentsiaalset resolutsiooni.<ref name="eng"></ref>
65. rida: 61. rida:
PMOLED-e on kerge teha, aga nad tarbivad rohkem voolu kui teist tüüpi OLED-id, mis on põhiliselt põhjustatud välisest vooluringist, ent siiski tarbivad nad vähem voolu kui LCD-ekraanid.
PMOLED-e on kerge teha, aga nad tarbivad rohkem voolu kui teist tüüpi OLED-id, mis on põhiliselt põhjustatud välisest vooluringist, ent siiski tarbivad nad vähem voolu kui LCD-ekraanid.


'''Aktiivmaatriksiga''' OLED-idel '''(AMOLED)''' on anoodi ja katoodi kihid ühes tükis, ent anood on kaetud õhukese transisorite kihiga (ing. k thin film transistor (TFT) array), mis moodustab maatriksi. Siin on TFT kiht ise vooluringiks, mis otsustab mis piksel lülitatakse sisse, et moodustada soovitud pilt.
'''Aktiivmaatriksiga''' OLED-idel '''(AMOLED)''' on anoodi ja katoodi kihid ühes tükis, ent anood on kaetud õhukese transisorite kihiga (ingl k ''thin film transistor'' (TFT) ''array''), mis moodustab maatriksi. Siin on TFT kiht ise vooluringiks, mis otsustab mis piksel lülitatakse sisse, et moodustada soovitud pilt.


AMOLED-id tarbivad vähem voolu kui PMOLED-id, sest TFT kiht vajab vähem voolu kui väline vooluring. AMOLED-id uuendavad pilti kiiremini, mis muudab selle videole paremini sobivamaks.<ref>{{netiviide | URL = http://electronics.howstuffworks.com/oled3.htm | Pealkiri = Types of OLEDs: Passive and Active Matrix | Autor = Craig Freudenrich| Failitüüp = | Täpsustus = | Väljaanne = | Aeg = | Koht = | Väljaandja = | online = | Keel = inglise }} </ref>
AMOLED-id tarbivad vähem voolu kui PMOLED-id, sest TFT kiht vajab vähem voolu kui väline vooluring. AMOLED-id uuendavad pilti kiiremini, mis muudab selle videole paremini sobivamaks.<ref>{{netiviide | URL = http://electronics.howstuffworks.com/oled3.htm | Pealkiri = Types of OLEDs: Passive and Active Matrix | Autor = Craig Freudenrich| Failitüüp = | Täpsustus = | Väljaanne = | Aeg = | Koht = | Väljaandja = | online = | Keel = inglise }} </ref>
100. rida: 96. rida:


Google'i ja Samsungi Nexus S nutitelefonis kasutatakse Super AMOLED-i ekraani nagu ka Samsungi Galaxy S telefonis. Samsungi toodetavate ekraanide puuduse tõttu mõnes riigis, näiteks Venemaal, kasutavad Nexus S mudelid seal Super Clear LCD ekraani.<ref>[http://www.unwiredview.com/2010/12/07/google-nexus-s-to-feature-super-clear-lcd-in-russia-and-likely-in-other-countries-too/]</ref>
Google'i ja Samsungi Nexus S nutitelefonis kasutatakse Super AMOLED-i ekraani nagu ka Samsungi Galaxy S telefonis. Samsungi toodetavate ekraanide puuduse tõttu mõnes riigis, näiteks Venemaal, kasutavad Nexus S mudelid seal Super Clear LCD ekraani.<ref>[http://www.unwiredview.com/2010/12/07/google-nexus-s-to-feature-super-clear-lcd-in-russia-and-likely-in-other-countries-too/]</ref>



== Viited ==
== Viited ==

Redaktsioon: 12. aprill 2015, kell 12:12

Fail:OLED EarlyProduct.JPG
Painduva OLED seadme demonstratsioon

Orgaaniline valgusdiood ehk OLED (inglise keeles organic light-emitting diode) on valgusdiood, milles kiirgavaks elektroluminestsentseks kihiks on orgaaniline ühend, mis kiirgab valgust elektri toimel. See orgaanilise pooljuhi kiht asub kahe elektroodi vahel. Üldjuhul on vähemalt üks elektrood läbipaistev.

OLED-e kasutatakse enamasti televiisorite ekraanides, arvutite kuvarites ja sellistes väikestes portatiivsetes seadmetes nagu mobiiltelefonid ja pihuarvutid. Samuti kasutatakse neid valgusallikatena, ent oma varajase arengufaasi tõttu kiirgavad nad tavaliselt vähem valgust pindühiku kohta kui mitteorgaanilised LED-valgustid.

OLED-ekraanil puudub taustvalgustus ja seetõttu saab seal kuvada palju sügavamaid musti värve; võib olla ka palju õhem ja kergem kui praegu turul olevad LCD-ekraanid. Sarnaselt võivad OLED-ekraanid hämaras ruumis saavutada suurema kontrastsuse kui tavalised LCD-ekraanid.

OLED-ekraane on kahte põhitüüpi: ühed, mis baseeruvad väikestel molekulidel, ja teised, mis kasutavad polümeere.

OLED-ekraanid võivad pikslite adresseerimise kasutada kas passiivmaatriks- (PMOLED) või aktiivmaatriksskeeme. Aktiivmaatriks-OLED-id (AMOLED) vajavad õhukest transistoride kihti tagaküljel, et lülitada iga konkreetne piksel sisse või välja. Tänu sellele tehnoloogiale on võimalik valmistada suurema resolutsiooni ja suurusega ekraane.[1]

Ajalugu

Esimest korda toodi esile elektroluminestsents orgaanilistes materjalides 1950. aastal. A. Bernanose ja tema töökaaslased Nancy-Universités Prantsusmaal avastasid, et kui panna teatud orgaanilisest materjalist õhukesed kiled vahelduvvooluga kõrge pinge alla, siis hakkavad need kihid valgust eraldama, ent nende materjalide vähene juhtivus piiras valguse eraldumise hulka nii kaua, kuni suurema juhtivusega materjalid saadavale tulid.

OLED-tehnoloogia lõid esmalt 1987. aastal Ching W. Tang ja Steven Van Slyke[2] Eastman Kodak Companys, kasutades n-ö väikesi molekule (ingl k sm-OLED).

Tööpõhimõte

Kahekihilise OLED-i skeem: 1. Katood (−), 2. Kiirgav kiht, 3. Kiirguse eraldumine, 4. Juhtiv kiht, 5. Anood (+)

Tüüpiline OLED koosneb elektrit juhtivast orgaanilise materjali kihist, mis paikneb kahe elektroodi (anood ja katood) vahel. Neid materjale nimetatakse orgaanilisteks pooljuhtideks, sest omavad juhtivustasemeid isolaatorist juhini.

Algupäraselt koosnesid kõige lihtsamad polümeer OLED-id ühest orgaanilisest kihist, ent samas on võimalik toota ka mitmekihilisi OLED-e, et parandada seadme efektiivsust. Erinevaid materjale võidakse valida nende erinevate juhtivusomaduste pärast, ent ka eesmärgiga aidata edastada laengu elektronidele, pakkudes ühtlasemat elektrilist profiili või blokeerida laengu jõudmist vastaselektroodini ja raiskuminemist. Paljud tänapäevased OLED-id koosnevad lihtsast kahekihilisest struktuurist – juhtiv kiht ja kiirgav kiht.

Töö ajal pannakse OLED voolu alla nii, et anood on katoodi suhtes positiivne. Elektronid liiguvad läbi seadme katoodist anoodi poole, selleks lisatakse elektrone madalaimale vabale orbitaalile katoodi juures ja võetakse ära kõige kõrgemast hõivatud orbitaalilt anoodi juures – viimast protsessi võidakse nimetata ka kui elektron-aukude lisamist kõige kõrgemale hõivatud orbitaalile. Elektrostaatilised jõud tõmbavad elektron-auke ja elektrone üksteise poole ja nad moodustavad eksitoni. See juhtub kiirgavale kihile lähemal, sellepärast et orgaanilistes pooljuhtides on elektron-augud üldiselt mobiilsemad kui elektronid. Sellise ergastatud seisundi lagunemisel vabaneb energiaga koos kiirgus, mille sagedus on inimsilmale nähtavas vahemikus. Selle kiirguse sagedus sõltub madalaima vaba orbitaali ja kõrgeima hõivatud orbitaali vahelisest energia taseme erinevusest.

Tavaliselt kasutatakse anoodi materjalina indium-tina-oksiidi. See on läbipaistev nähtavale valgusele.[1]

Ehitus

OLED-i ehitus

Tüüpiline kahekihiline OLED koosneb järgmistest osadest:

  • substraat (plastik, klaas, foolium) – moodustab OLED-i aluspõhja;
  • anood (läbipaistev) – anood eemaldab elektrone (lisab elektron-auke), kui vool läbib seadet;
  • orgaanilised kihid – need kihid tehakse orgaanilistest molekulidest või polümeeridest;
  • juhtiv kiht – see kiht tehakse orgaanilisest molekulidest, mis transpordivad elektron-augud anoodist katoodi poole;
  • kiirgav kiht – see kiht tehakse samuti orgaanilistest molekulidest, ent need erinevad nendest, mis moodustavad juhtiva kihi. Siin toimub valguse eraldumine;
  • katood (võib olla läbipaistev) – lisab elektrone, kui seade on voolu all.[3]

Materjalitehnoloogiad

Väikesed molekulid

Energiasäästlikud OLED-id, mis kasutavad väikesi molekule, lõi esmalt Ching W. Tang Easman Kodakis. Tavaliselt termin "OLED" viitabki seda tüüpi seadmele, mis kasutab väikesi molekule, kuigi ka termin SM-OLED (ingl k small molecul OLED) on kasutuses.

Väikesi molekule kasutava seadme tootmine tähendab tavaliselt kuumaurustumist vaakumis. See muudab tootmisprotsessi kallimaks ja piirab kasutamist suurtes seadmetes. Erinevalt polümeeripõhistest seadmetest võimaldab vaakum-sadestamise protsess teha hästi kontrollitud homogeenseid kihte ja ehitada väga keerulisi mitmekihilisi struktuure. See suur paindlikkus kihtide tegemisel, mis võimaldab teha täpselt laengut juhtivaid ja blokeerivaid kihte, on peamine põhjus, miks väikeste molekulidega OLED-id on nii efektiivsed.[1]

Valgust eraldavad polümeerdioodid

Valgust eraldavad polümeerdioodid (PLED) koosnevad elektroluminestsentsest juhtivast polümeerist, mis eraldab valgust, kui panna ta voolu alla. Polümeer-OLED-id on üsna efektiivsed ja vajavad üpris vähe energiat toodetava valguse koguse kohta.

Vaakum-sadestamine ei sobi õhukeste polümeeri kihtide tegemiseks. Polümeere saab töödelda aga lahuses ning kasutatakse n-ö keerdkatmise (ingl k spin coating) tehnoloogiat, et valmistada väga õhukesi polümeerikihte. See meetod sobib suurte kilede tegemiseks paremini kui kuum aurustumine. Vaakum ei ole vajalik ja kiirgava kihi saab kanda substraadile ka inkjet-tehnoloogia abil, mida kasutatakse tänapäevastes printerites. Ent järgmiste kihtide pealekandmine kipub olemasolevaid kihte hävitama, seega mitmekihiliste keeruliste struktuuride moodustamine on väga keeruline selliste meetoditega. Metallist katood tuleb võib-olla ikkagi vaakum-aurustumise meetodiga peale kanda.[1]

Seadme arhitektuur

Struktuur

  • Alt või pealt kiirgav: alt kiirgavad seadmed kasutavad läbipaistvat või poolläbipaistvat alumist elektroodi, et valgus läbiks läbipaistva substraadi. Pealt kiirgavad seadmed kasutavad läbipaistvat või poolläbipaistvat pealmist elektroodi, et kiirata valgust. Pealt kiirgavad seadmed sobivad paremini aktiiv-maatriksiga seadmetele, sest neid on kergem ehitada mitte läbipaistva tagataustaga.
  • Läbipaistvad OLED-id kasutavad läbipaistvaid või poolläbipaistvaid elektroode, et luua seade, mis on nii alt kui ka ülalt kiirgav (ehk läbipaistev). TOLED-idega (transparent OLED) on võimalik suurendada kontrastsust, mis võimaldab vaadata ekraani ka ereda päikse käes. Seda tehnoloogiat on võimalik kasutada, et luua autodele Heads-up-ekraane, tarku aknaid ja muid reaalsust täiendavaid tooteid. Novaledi[4] OLED-paneel, mida esitleti Finetech Japan 2010 näitusel, on 60–70% ulatuses läbipaistev.
  • Kuhi OLED-id kasutavad piksli arhitektuuri, mis asetab punase, rohelise ja sinise piksli üksteise otsa. Selline asetus suurendab värviskaalat, parandab värvi sügavust ja vähendab pikslite vahesid. Praegustel teistel tehnoloogiatel on RGB-pikslid asetatud üksteise kõrvale, mis vähendab potentsiaalset resolutsiooni.[1]

Pikslite adresseerimise tehnoloogiad

Passiiv-maatriksiga OLED-i tööpõhimõte

Passiivmaatriksiga OLED-idel (PMOLED) on ühtpidi väikesed katoodilõigud ja teistpidi anoodi lõigud, mille vahele jäävad orgaanilised kihid. Need lõigud moodustavad maatriksi ning anoodi ja katoodi ristumiskohad moodustavad pikslid, kust valgus eraldub. Väline vooluring rakendab voolu valitud katoodi ja anoodi lõikudele, millest sõltub, millised pikslid lülitatakse sisse ja millised mitte. Piksli eredus sõltub rakendatud voolutugevusest.

PMOLED-e on kerge teha, aga nad tarbivad rohkem voolu kui teist tüüpi OLED-id, mis on põhiliselt põhjustatud välisest vooluringist, ent siiski tarbivad nad vähem voolu kui LCD-ekraanid.

Aktiivmaatriksiga OLED-idel (AMOLED) on anoodi ja katoodi kihid ühes tükis, ent anood on kaetud õhukese transisorite kihiga (ingl k thin film transistor (TFT) array), mis moodustab maatriksi. Siin on TFT kiht ise vooluringiks, mis otsustab mis piksel lülitatakse sisse, et moodustada soovitud pilt.

AMOLED-id tarbivad vähem voolu kui PMOLED-id, sest TFT kiht vajab vähem voolu kui väline vooluring. AMOLED-id uuendavad pilti kiiremini, mis muudab selle videole paremini sobivamaks.[5]

Eelised

Fail:Ecran oled flexible.jpg
4.1" Sony rullitava prototüübi demonstratsioon
  • Tulevikus odavam: Kuna OLED-e on võimalik printida ükskõik millisele sobivale substraadile kasutades inkjet printerit (tehnoloogia, mis siiski ei ole veel kommertskasutuses), siis teoreetiliselt võivad nad tulevikus olla odavamad kui LCD- või plasmaekraanid. Ent siiski on praegu substraadi valmistamine kõige kallim ja keerulisem protsess, seega kokkuhoid, mis tuleks kihtide printimisest, ainult kompenseeriks kalli substraadi valmistamist.
  • Kerge ja painduv: OLED-ekraane on võimalik toota painduvatele plastist substraatidele, mis võimaldab toota keritavaid ekraane või sisse ehitada ekraane riietesse ja kangasse.
  • Laiem vaatamisnurk ja paranenud heledus: OLED-id võimaldavad paremat kontrastust ja vaatenurka võrrelduna LCD-ga, sest OLED-ekraanid kiirgavad otse valgust. OLED-piksli värvid näivad õiged isegi siis, kui vaatenurk ületab 90 kraadi.
  • Energiasäästlikumad: LCD-ekraanid filtreerivad taustavalgustusest tulevat valgust, lubades ainult osal valgusest läbi, et nad suudaksid näidata musta värvi, samas kui mitteaktiivne OLED-element ei kiirga valgust ega tarbi voolu.[6]
  • Reageerimisaeg: OLED-idel võib samuti olla kiirem reageerimisaeg võrrelduna standardsete LCD-dega. Kui LCD-ekraanid võimaldavad kuni 1 ms reageerimisaega või vähemat, siis OLED-ekraan suudab teoreetiliselt reageerida vähema kui 0,01 ms-iga.

Puudused

Kulunud OLED ekraan
  • Eluiga: suurim tehniline probleem OLED-idel on orgaaniliste materjalide piiratud eluiga. Eriti sinistel OLED-idel on ajalooliselt olnud 14000 tunni lähedane eluiga (umbes 5 aastat, 8 tundi päevas), kui neid kasutataks monitorides. See on lühem kui tüüpilise LCD või LED eluiga. Mõned tootjad püüavad muuta OLED-ekraanide eluiga LCD omast pikemaks. 2007. aastal loodi eksperimentaalne OLED, kus sinise OLED-i eluiga oli 62 000 tundi.[7]
  • Värvitasakaalu probleemid: kuna sinise värvi saamiseks kasutatavad materjalid kuluvad kiiremini kui punase ja musta, siis sinise värvi eraldumine väheneb võrrelduna teiste värvidega. Erinev värvide kiirgamine muudab ekraani värvitasakaalu ja on palju märgatavam kui üleüldine ereduse vähenemine. Seda on osaliselt võimalik vältida ekraani ümberkalibreerimisega, aga see vajaks juba täiuslikumaid kontrollimehhanisme ja kasutaja sekkumist. Selle probleemi vältimiseks kallutavad mõned tootjad algul värvi tasakaalu sinise poole, nii et ekraanil on alguses tehislik sinine varjund.[8]
  • Siniste OLED-ide efektiivsus: siniste OLED-ide energiavajaduse ja eluea parandamine on elulise tähtsusega, et OLED-tehnoloogia asendaks LCD-d. Ulatuslike uurimusi on tehtud efektiivsemate ja sügavama sinise värviga OLED-ide tootmiseks.
  • Vee kahju: vesi võib kahjustada orgaanilisi materjale, seega on seadmeid vaja muuta veekindlamaks. Veekahjustus võib eriti mõjutada painduvaid ekraane.
  • Vaatamine päikese käes: kiirgava tehnoloogiana toetuvad OLED-id elektri muutmisele valguseks, erinevalt enamikest LCD-dest, mis on mingis ulatuses peegelduvad. Metallist katood OLED-is toimib peeglina, peegeldades kohati tagasi 80% valgusest, mis viib halva loetavuseni otsese päikese käes. Ent sellestki probleemist on võimalik mööda pääseda peegeldumise vastaste kihtidega. Siinkohal on märgatava edu saavutanud Samsung oma Super AMOLED-i tehnoloogiaga, mis vähendab peegeldumist kuni 80%.
  • Voolutarve: kuigi OLED-ekraan kulutab umbes 60% vähem energiat kui LCD musta pildi näitamiseks, siis enamike piltide jaoks tarbib see ainult 30–20% vähem, ent samas võib ta tarbida kuni kolm korda rohkem voolu valge pildi kuvamiseks, mis võib viia pettumuseni reaalses kasutuses.[9] Seda probleemi aitab lahendada valget tausta kasutavate veebilehtede fooni muutmine mustaks taustaks.

Tootjad ja kaubanduslik kasutus

3,8 cm (1,5 in) OLED ekraan Creative ZEN V meediamängijast

OLED-tehnoloogiat kasutatakse näiteks mobiiltelefonide, kaasaskantavate meediamängijate, autoraadiote, digitaalkaamerate ekraanides. OLED-i eelisteks sellistes seadmetes kasutamiseks on heledus ja väike energiakulu. Need seadmed ei ole koguaeg kasutuses, seega pole OLEDi lühem eluiga probleemiks.

OLED-ekraane on kõige rohkem kasutatud Motorola ja Samsungi mobiiltelefonides, aga ka HTC, LG ja Sony Ericssoni mudelites. Google'i ja HTC Nexus One'i nutitelefonil on AMOLED-ekraani, nagu ka HTC Desire ja Legendi telefonidel. Samsungi toodevate ekraanide puuduse tõttu hakkavad mõned HTC mudelid kasutama Sony SLCD-ekraane.[10]

Google'i ja Samsungi Nexus S nutitelefonis kasutatakse Super AMOLED-i ekraani nagu ka Samsungi Galaxy S telefonis. Samsungi toodetavate ekraanide puuduse tõttu mõnes riigis, näiteks Venemaal, kasutavad Nexus S mudelid seal Super Clear LCD ekraani.[11]

Viited

  1. ↑ 1,0 1,1 1,2 1,3 1,4 "Organic light-emitting diode" (inglise).
  2. ↑ Tang, C. W.; Vanslyke, S. A. (1987). "Organic electroluminescent diodes". Applied Physics Letters. 51: 913. DOI:10.1063/1.98799.
  3. ↑ Craig Freudenrich. "OLED Components" (inglise).
  4. ↑ http://www.novaled.com
  5. ↑ Craig Freudenrich. "Types of OLEDs: Passive and Active Matrix" (inglise).
  6. ↑ "Comparison of OLED and LCD". Fraunhofer IAP: OLED Research. 18. november 2008. Vaadatud 25. jaanuaril 2010.
  7. ↑ Cambridge Display Technology, Cambridge Display Technology and Sumation Announce Strong Lifetime Improvements to P-OLED (Polymer OLED) Material; Blue P-OLED Materials Hit 10,000 Hour Lifetime Milestone at 1,000 cd/sq.m, March 26, 2007. Retrieved on January 3, 2008.
  8. ↑ "Ageless OLED". Vaadatud 16. novembril 2009.
  9. ↑ Ars Technica – OLED no longer 3–5 years away
  10. ↑ [1]
  11. ↑ [2]
Ekraani tehnoloogiad
Video
Praegused
Arendamisel
Stereo
Staatiline meedia
Seotud
Pärit leheküljelt "https://et.wikipedia.org/w/index.php?title=Orgaaniline_valgusdiood&oldid=4157829"