Кіріспе

Органикалық жарық шығаратын диод (OLED), сондай-ақ органикалық электролюминесцентті (органикалық EL) диод деп те аталады, жарық шығаратын диодтың (LED) бір түрі болып табылады, онда эмиссиялық электролюминесцентті қабат электр тогына жауап ретінде жарық шығаратын органикалық қосылыстардан тұрады. Бұл органикалық қабат екі электродтың арасында орналасқан, әдетте, олардың кем дегенде біреуі мөлдір болады. OLED-тер теледидар экраны, компьютер мониторы және смартфондар мен портативті ойын консольдары сияқты құрылғылардағы цифрлық дисплейлерді жасау үшін қолданылады. Зерттеудің маңызды бағыты – қатты күйдегі жарықтандыру саласында қолданылатын ақ OLED құрылғыларын әзірлеу. OLED-тің екі негізгі түрі бар: кішкентай молекулаларға негізделгендер және полимерлерді пайдаланатындар. OLED-ге жылдам иондарды қосу арқылы жарық шығаратын электрохимиялық жасуша (LEC) құрылады, оның жұмыс принципі сәл өзгеше. OLED дисплейін пассивті матрицалық (PMOLED) немесе белсенді матрицалық (AMOLED) басқару схемасымен басқаруға болады. PMOLED схемасында дисплейдегі әрбір қатар мен жол тізбектеп, бірінен соң бірі басқарылады, ал AMOLED басқару жұқа пленкалық транзисторлар (TFT) арқылы әрбір пикселге тікелей қол жеткізіп, оны қосуға немесе өшіруге мүмкіндік береді, бұл жоғарырақ ажыратымдылық пен үлкен дисплей өлшемдерін қамтамасыз етеді. OLED-лер p-n диодты құрылымға негізделген LED-терден түбегейлі өзгеше. LED-терде хост жартылай өткізгіштің өткізгіштігін өзгерту арқылы p және n аймақтарын жасау үшін допинг қолданылады. OLED-лерде p-n құрылымы қолданылмайды. OLED-ті допингтеу кванттық-механикалық оптикалық рекомбинация жылдамдығын тікелей өзгерту арқылы сәуле шығару тиімділігін арттыру үшін қолданылады. Допинг сонымен қатар фотон шығару толқын ұзындығын анықтау үшін де қолданылады. OLED дисплейі өздігінен жарық шығаратындықтан артқы жарықтандыруды қажет етпейді. Осының арқасында ол терең қара түстің деңгейін көрсетуге және сұйық кристалды дисплейге (LCD) қарағанда жұқарақ және жеңіл болуға мүмкіндік береді. Төмен жарық жағдайында (мысалы, қараңғы бөлмеде) OLED экраны LCD-ге қарағанда жоғары контраст коэффициентіне қол жеткізе алады, LCD салқын катодты люминесцентті лампаларды немесе LED артқы жарықтандыруды пайдаланса да. OLED дисплейлері LCD-лерге ұқсас әдіспен жасалады, соның ішінде аналық субстратқа бірнеше дисплейлерді орнату, кейін оларды жұқартады және бірнеше дисплейге бөледі. OLED дисплейлері үшін қолданылатын субстраттар LCD-лерді жасау үшін қолданылатын субстраттардың өлшемдерімен сәйкес келеді. OLED өндірісінде TFT (активті матрицалық дисплейлер үшін), адрестелетін торлар (пассивті матрицалық дисплейлер үшін) немесе индий-мырыш оксиді (ITO) сегменттері (сегментті дисплейлер үшін) жасалғаннан кейін дисплей тесік инъекциялау, тасымалдау және тоқтату қабаттарымен, сондай-ақ алғашқы екі қабаттан кейін электролюминесцентті материалмен қапталады, содан кейін ITO немесе металл катод ретінде қайта қолданылуы мүмкін. Содан кейін материалдардың барлық қабаты қаптамаға салынады. TFT қабаты, адрестелетін тор немесе ITO сегменттері анод ретінде қызмет етеді немесе ITO немесе металлдан жасалған анодқа қосылады. OLED-тер икемді және мөлдір болуы мүмкін, мөлдір дисплейлер смартфондарда оптикалық саусақ іздерін сканерлеуге және бүгілетін смартфондарда икемді дисплейлерге қолданылады.

Тарих

Андре Бернаноз және оның Франциядағы Нанси университетіндегі әріптестері 1950 жылдардың басында органикалық материалдарда электролюминесценцияны алғаш рет байқады. Олар акридин сарысына ұқсас материалдарға ауадағы жоғары айнымалы кернеуді қолданды, материалдар целлюлоза немесе целлофанның жұқа пленкаларына жатқызылды немесе оларға ерітілді. Ұсынылған механизм – бояу молекулаларын тікелей қоздыру немесе электрондардың қоздырылуы. 1960 жылы Мартин Поуп және оның АҚШ-тағы Нью-Йорк университетіндегі әріптестері органикалық кристалдарға қараңғыда зарядты инъекциялайтын омдық контактілерді жасады. Олар тесік және электрон инъекциялайтын электродты контакттар үшін қажетті энергетикалық талаптарды (жұмыс функцияларын) сипаттады. Бұл контактілер – барлық заманауи OLED құрылғыларында зарядты инъекциялаудың негізі. Поуптың тобы 1963 жылы 400 вольттық кішкентай күміс электродты қолдану арқылы вакуумда таза антрацен кристалдарында және тетраценмен қоспаланған антрацен кристалдарында тұрақты ток (DC) электролюминесценциясын алғаш рет байқады. Ұсынылған механизм – молекулалық флуоресценцияның өріс арқылы үдетілген электрондық қоздырылуы. Поуптың тобы 1965 жылы сыртқы электр өрісі болмаған жағдайда антрацен кристалдарындағы электролюминесценция термалдалған электрон мен тесіктің рекомбинациясынан туындайтынын және антраценнің өткізгіштік деңгейі экситонның энергия деңгейінен жоғары екенін хабарлады. Сол 1965 жылы Канаданың Ұлттық зерттеулер кеңесінің Вольфганг Хелфрих және В. Г. Шнайдері тесік және электрон инъекциялайтын электродтарды пайдалана отырып, антраценнің бір кристаллында алғаш рет қос инъекциялық рекомбинациялық электролюминесценцияны жасады, бұл – қазіргі заманғы қос инъекциялық құрылғылардың алға басушысы. Осы жылы Dow Chemical компаниясының зерттеушілері жоғары кернеулі (500–1500 В) айнымалы токпен (100–3000 Гц) жұмыс істейтін, электрлік оқшауланған бір миллиметрлік қалың қабаттарды пайдалана отырып, электролюминесцентті жасушаларды дайындау әдісін патенттеді, бұл қабаттар ұнтақ антрацен, тетрацен және графит ұнтағынан тұратын балқытылған люминофордан жасалған. Олардың ұсынған механизмі графит бөлшектері мен антрацен молекулалары арасындағы контактілерде электрондық қоздырылуды қамтиды. Бірінші полимерлік LED (PLED) Ұлыбританияның Ұлттық физикалық зертханасында Роджер Партридж жасады. Ол екі зарядты инъекциялайтын электродтардың арасында орналасқан 2,2 микрометрге дейін қалыңдығы бар поли(N-винилкарбазол) пленкасын қолданды. Пленкадан шыққан жарық қалыпты жарықтандыру жағдайында оңай көрінеді, бірақ қолданылған полимердің екі шектеуі болды: төмен өткізгіштік және электрондарды инъекциялаудың қиындығы. Конъюгацияланған полимерлерді кейінірек әзірлеу басқаларға осы мәселелерді көптеп шешуге мүмкіндік берді. Оның үлесі жобаға салынған NPL құпиялылығының салдарынан көбінесе назардан тыс қалды. 1974 жылы патенттелген кезде оған қасақана бұлыңғыр "барлығын қамтитын" атау берілді, ал үкіметтің Өнеркәсіп департаменті одан әрі дамуды қаржыландыру үшін өнеркәсіптік серіктестерді табуға тырысып, сәтсіз аяқтады. Осының салдарынан жарияланым 1983 жылға дейін кейінге шегерілді.

Қолда бар OLED

1987 жылы Eastman Kodak компаниясының химиктері Чинг Ван Тан және Стивен Ван Слайк алғашқы практикалық OLED құрылғысын жасады. Молекулалық материалдан макромолекулалық материалға көшу бұрын органикалық пленкалардың ұзақ мерзімді тұрақтылығымен байланысты туындаған мәселелерді шешті және жоғары сапалы пленкаларды оңай жасауға мүмкіндік берді. 1995 жылы Жапонияның Ямагата университетінде J. Kido және әріптестері бастама көтерген ақ OLED дисплейлері мен жарықтандыруды коммерцияландыруға қол жеткізілді. 1999 жылы Kodak және Sanyo компаниялары OLED дисплейлерін бірлесіп зерттеу, әзірлеу және өндіру үшін серіктестікке келісті. Олар сол жылдың қыркүйек айында әлемдегі алғашқы 2,4 дюймдік белсенді матрицалы, толық түсті OLED дисплейін таныстырды. 2002 жылдың қыркүйегінде CEATEC Japan көрмесінде түсті сүзгілермен жабдықталған 15 дюймдік HDTV форматындағы ақ OLED дисплейінің прототипі ұсынылды. Кіші молекулалы OLED өндірісі 1997 жылы Pioneer Corporation, 2001 жылы TDK және 2002 жылы Samsung NEC Mobile Display (SNMD) компанияларымен басталды, кейіннен ол әлемдегі ең ірі OLED дисплей өндірушілерінің бірі – Samsung Display компаниясына айналды. 2007 жылы шыққан Sony XEL 1 – алғашқы OLED теледидары болды. 2017 жылдың 5 желтоқсанында Sony және Panasonic компанияларының басылымдық OLED бизнесінің мұрагері JOLED әлемдегі алғашқы сиялы басылған OLED панельдерін коммерциялық жеткізіліммен қамтамасыз етті.

Жұмыс принципі

Типичный OLED состоит из слоя органических материалов, расположенного между двумя электродами – анодом и катодом, все это нанесено на подложку. Органические молекулы электрически проводны в результате делокализации пи-электронов, вызванной сопряжением по части или всей молекуле. Эти материалы имеют уровни проводимости от изоляторов до проводников и поэтому считаются органическими полупроводниками. Высшие занятые и низшие вакантные молекулярные орбитали (HOMO и LUMO) органических полупроводников аналогичны валентной и проводящей зонам неорганических полупроводников. Первоначально самые простые полимерные OLED состояли из одного органического слоя. Одним из примеров было первое светоизлучающее устройство, синтезированное J. H. Burroughes и др., которое включало один слой поли(p-фениленвинилена). Однако многослойные OLED могут быть изготовлены с двумя или более слоями для повышения эффективности устройства. Помимо проводящих свойств, различные материалы могут быть выбраны для облегчения инжекции заряда на электродах, обеспечивая более плавный электронный профиль, или блокировать достижение заряда противоположным электродом и его потерю. Многие современные OLED включают простую двухслойную структуру, состоящую из проводящего слоя и излучающего слоя. Разработки в архитектуре OLED в 2011 году улучшили квантовую эффективность (до 19%) за счет использования градуированного гетероперехода. В архитектуре градуированного гетероперехода состав материалов для переноса дырок и электронов непрерывно меняется внутри излучающего слоя с допантным излучателем. Архитектура градуированного гетероперехода сочетает в себе преимущества обеих традиционных архитектур, улучшая инжекцию заряда и одновременно балансируя перенос заряда в излучающей области. Во время работы к OLED прикладывается напряжение, при котором анод является положительным относительно катода. Аноды выбираются на основе качества их оптической прозрачности, электрической проводимости и химической стабильности. Ток электронов протекает через устройство от катода к аноду, поскольку электроны инжектируются в LUMO органического слоя на катоде и извлекаются из HOMO на аноде. Этот последний процесс также можно описать как инжекцию электронных дырок в HOMO. Электростатические силы притягивают электроны и дырки друг к другу, и они рекомбинируют, образуя экситон, связанное состояние электрона и дырки. Это происходит ближе к части излучающего слоя, которая является слоем переноса электронов, поскольку в органических полупроводниках дырки обычно более подвижны, чем электроны. Распад этого возбужденного состояния приводит к релаксации энергетических уровней электрона, сопровождающейся излучением, частота которого находится в видимой области. Частота этого излучения зависит от ширины запрещенной зоны материала, в данном случае от разницы энергии между HOMO и LUMO. Поскольку электроны и дырки являются фермионами с полуцелым спином, экситон может находиться либо в синглетном состоянии, либо в триплетном состоянии, в зависимости от того, как объединены спины электрона и дырки. Статистически на каждый синглетный экситон образуется три триплетных экситона. Распад из триплетных состояний (фосфоресценция) спин-запрещен, что увеличивает временную шкалу перехода и ограничивает внутреннюю эффективность флуоресцентных устройств. Фосфоресцирующие органические светоизлучающие диоды используют спин-орбитальные взаимодействия для облегчения межсистемного перехода между синглетными и триплетными состояниями, тем самым получая излучение как из синглетных, так и из триплетных состояний и повышая внутреннюю эффективность. Оксид индия-олова (ITO) обычно используется в качестве материала анода. Он прозрачен для видимого света и имеет высокую работу выхода, что способствует инжекции дырок в уровень HOMO органического слоя. Обычно добавляется второй проводящий (инжекционный) слой, который может состоять из PEDOT:PSS, поскольку уровень HOMO этого материала обычно лежит между работой выхода ITO и HOMO других обычно используемых полимеров, уменьшая энергетические барьеры для инжекции дырок. Металлы, такие как барий и кальций, часто используются для катода, поскольку они имеют низкую работу выхода, что способствует инжекции электронов в LUMO органического слоя. Такие металлы реакционноспособны, поэтому для предотвращения деградации требуется защитный слой из алюминия. Два вторичных преимущества алюминиевого защитного слоя включают устойчивость к электрическим контактам и отражение излученного света обратно в прозрачный слой ITO. Экспериментальные исследования доказали, что свойства анода, в частности топография интерфейса анод/слой переноса дырок (HTL), играют важную роль в эффективности, производительности и сроке службы органических светоизлучающих диодов. Несовершенства на поверхности анода уменьшают адгезию интерфейса анод-органическая пленка, увеличивают электрическое сопротивление и позволяют чаще образовываться не излучающим темным пятнам в материале OLED, что негативно сказывается на сроке службы. Механизмы уменьшения шероховатости анода для подложек ITO/стекло включают использование тонких пленок и самособирающихся монослоев. Кроме того, рассматриваются альтернативные подложки и материалы анода для повышения производительности и срока службы OLED. Возможные примеры включают подложки из монокристаллического сапфира, обработанные анодами из золотой пленки (Au), обеспечивающие более низкую работу выхода, рабочее напряжение, значения электрического сопротивления и увеличение срока службы OLED. Устройства с одним носителем заряда обычно используются для изучения кинетики и механизмов переноса заряда органического материала и могут быть полезны при попытке изучения процессов передачи энергии. Поскольку ток через устройство состоит только из одного типа носителей заряда, либо электронов, либо дырок, рекомбинация не происходит и свет не излучается. Например, устройства только с электронами можно получить, заменив ITO металлом с более низкой работой выхода, что увеличивает энергетический барьер для инжекции дырок. Аналогично, устройства только с дырками можно изготовить, используя катод, состоящий исключительно из алюминия, что приводит к энергетическому барьеру, слишком большому для эффективной инжекции электронов.

Тасымалдаушы балансы

Жоғары ішкі тиімділікке, заряд тасымалдаушы қабаттардан бұзылған сәуле шығарусыз, таза сәуле шығару қабатын алу үшін теңдестірілген зарядты енгізу және беру қажет. Зарядты теңестірудің ең көп қолданылатын жолы – заряд тасымалдаушы қабаттардың қалыңдығын оңтайландыру, бірақ оны бақылау қиын. Тағы бір жолы – эксиплекс қолдану. Эксиплекс, электрон-тесік жұптарын локализациялау үшін тесік тасымалдаушы (p-типті) және электрон тасымалдаушы (n-типті) тізбектер арасында пайда болады. Содан кейін энергия люминофорға беріліп, жоғары тиімділікті қамтамасыз етеді. Эксиплексті қолданудың мысалы – қызыл дикетопирролопирроль қоспасы бар кополимердің негізгі тізбегіне оксидиазол және карбазол жақтаушы топтарын қосу арқылы оңтайландырылмаған OLED құрылымында сыртқы кванттық тиімділік пен түс тазалығын жақсарту.

Кіші молекулалар

Органикалық шағын молекулалы электролюминесцентті материалдар кең ассортиментке, оңай тазалануға және күшті химиялық модификациялау мүмкіндігіне ие. Люминесцентті материалдарды қажетті жарық беруге икемдеу үшін, молекулалық құрылымды жобалау кезінде кейбір хромофорлар немесе алькен байланыстары және бензол сақиналары сияқты қанықпаған топтар енгізіледі, бұл материалдың конъюгациялық ауқымын өзгертіп, фотофизикалық қасиеттерін өзгертеді. Жалпы, π электронды конъюгация жүйесінің ауқымы неғұрлым кең болса, материалдың сәулелену толқын ұзындығы соғұрлым ұзақ болады. Мысалы, бензол сақиналарының санының артуымен бензол, нафталин, антрацен және бутилдің флуоресценттік эмиссиясы 283 нм-ден 480 нм-ге қарай ығысады. Көбінесе қолданылатын органикалық шағын молекулалы электролюминесцентті материалдарға алюминий кешендері, антрацендер, бифенил ацетилен арил туындылары, кумарин туындылары және әртүрлі фторхромдар жатады. Шағын молекулаларды пайдаланатын тиімді OLED құрылғыларын алғаш рет Чинг В. Танг және әріптестері Eastman Kodak компаниясында жасады. OLED термині дәстүрлі түрде осы құрылғы түріне қатысты, бірақ SM OLED термині де қолданылады. Әртүрлі толқын ұзындықтарында жарық беру үшін флуоресцентті бояуларды таңдауға болады, ал перилен, рубрен және квинакридон туындылары сияқты қосылыстар жиі қолданылады. Alq3 жасыл эмитер, электрон тасымалдаушы материал және сары және қызыл эмитерлер үшін хост ретінде қолданылады. Шағын молекулалы электролюминесцентті материалдардың құрылымдық икемділігіне байланысты, жұқа пленкалар вакуумдық булану арқылы дайындалуы мүмкін, бұл үлкен аумақты құрылғылар үшін қымбат және шектеулі. Дегенмен, вакуумдық жабын жүйесі пленканың өсуінен бастап OLED құрылғысын дайындаудың барлық процесін бақыланатын және толыққанды ортада жүзеге асыруға мүмкіндік береді, бұл біркелкі және тұрақты пленкаларды алуға көмектеседі, соның нәтижесінде жоғары өнімді OLED құрылғыларын жасауды қамтамасыз етеді. Алайда, шағын молекулалы органикалық бояулар қатты күйде флуоресценцияның сөнуіне бейім, бұл люминесценция тиімділігін төмендетеді. Допингтелген OLED құрылғылары да кристалдануға бейім, бұл құрылғылардың люминесценциясын және тиімділігін азайтады. Сондықтан, шағын молекулалы электролюминесцентті материалдарға негізделген құрылғыларды дамыту жоғары өндіріс құны, нашар тұрақтылық, қысқа қызмет ету мерзімі және басқа да кемшіліктермен шектеледі. Импульстік режимде қоздырылған лазерлік бояумен допингтелген тандемді SM OLED құрылғысынан когерентті эмиссия көрсетілді. Эмиссия дифракциялық шектеулі, спектрінің ені кең жолақты бояу лазерлеріне ұқсас. Зерттеушілер жарық шығаратын ең кішкентай органикалық диодты (OLED) құрайтын бір полимерлік молекуладан шығатын люминесценция туралы хабарлады. Ғалымдар заттарды жарықтың күшін арттыру үшін жақсарта алады. Ақырында, бұл жұмыс электрондық және оптикалық қасиеттерін біріктіретін молекулалық өлшемдегі компоненттерді жасауға жасалған алғашқы қадам. Осыған ұқсас компоненттер молекулалық компьютердің негізін құрауы мүмкін.

Полимерлі жарық шығаратын диодтар

[[Файл:Полифенилен винилен.svg|thumb|upright|поли(p-фенилен винилен), алғашқы PLED-де қолданылған. Алайда, келесі қабаттарды жағу бұрыннан бар қабаттарды ерітетін болғандықтан, осы әдістермен көп қабатты құрылымдарды жасау қиын. Металл катодын вакуумда жылулық булану арқылы жинақтау қажет болуы мүмкін. Вакуумдық жинақтауға балама әдіс – Лангмюр-Блоджет пленкасын салу. PLED дисплейлерінде қолданылатын типтік полимерлерге поли(p-фенилен винилен) туындылары және полифлуорен жатады. Полимер тізбегіне қосымша тізбектерді енгізу, полимердің тұрақтылығы мен ерігіштігін, сондай-ақ шығарылатын жарықтың түсін анықтауы мүмкін, бұл өнімділік пен өңдеудің қарапайымдығы үшін маңызды. Орналастырылмаған поли(p-фенилен винилен) (PPV) әдетте ерімейтін болса, көптеген PPV және оған ұқсас поли(нафталин винилен)дер (PNV) сақина ашу метатез полимерлеу арқылы органикалық еріткіштерде немесе суда еритіндей етіп дайындалған. Бұл суда еритін полимерлер немесе конъюгацияланған полиэлектролиттер (CPE) те тесік инъекциялау қабаттары ретінде жеке немесе графен сияқты нанобөлшектермен бірге қолданылуы мүмкін.

Төменгі шығарылым

thumb|a) төменнен сәуле шығаратын және b) жоғарғынан сәуле шығаратын OLED құрылымдары; c,d) төменнен және жоғарғынан сәуле шығаратын OLED-лерге негіделген схемалық диаграммалар, тиісінше төмен және жоғары контраст қатынасымен. Төменгі эмиссиялы органикалық жарықдиод (BE OLED) – AMOLED дисплейлерінің бастапқы кезеңдерінде қолданылған архитектура. Онда шыны субстратқа жасалған мөлдір анод және жылтыр, жарық шағылыстыратын катод бар. Жарық мөлдір анод бағытынан шығарылады. Барлық жарықты анод бағытына қайтару үшін алюминий сияқты салыстырмалы түрде қалың металл катод қолданылады. Анод үшін жоғары мөлдірліктің индий-қалайы оксиді (ITO) мүмкіндігінше көп жарық шығару үшін әдеттегі таңдау болып табылады. Жарық шығаратын, соның ішінде жарық тудыратын эмиссиялық қабаттар ITO аноды мен шағылыстыратын металл катодтың арасына орналастырылады. Төменгі эмиссия құрылымының кемшілігі – жарық пиксельдік басқару тізбектері арқылы, мысалы, жұқа пленкалық транзистор (TFT) субстраты арқылы өтуі керек, сондай-ақ жарық шығаруға болатын аймақ шектеулі және жарық эмиссиясының тиімділігі төмендейді.

Ең жоғары шығарынды

Альтернативті конфигурация – эмиссия режимін өзгерту. Жарық катод жағынан шығатындай етіп, айналымды анод және мөлдір (немесе көбінесе жартылай мөлдір) катод қолданылады, және бұл конфигурация жоғарғы эмиссиялы OLED (TE OLED) деп аталады. Аноды мөлдір өткізгіш ITO-дан жасалған BEOLED-терден айырмашылығы, бұл жолы катод мөлдір болуы керек, ал ITO материалы шашырату процесінен туындаған зақымдану мәселесіне байланысты катод үшін қолайлы таңдау емес. Сондықтан, жоғары өткізгіштік және жоғары тоқ өткізгіштік қасиеттеріне ие болғандықтан, таза күміс (Ag) және Mg:Ag қорытпасы сияқты жұқа металл қабаттары жартылай мөлдір катод ретінде қолданылады. Төменгі эмиссиядан айырмашылығы, жоғарғы эмиссияда жарық бірнеше басқару тізбектерінен өтудің қажеті болмай, кері жағынан шығарылады. Осылайша, генерирленген жарық тиімдірек алынады.

Микроқақпақ теориясы

thumbnailSony компаниясының Super Top Emission OLED технологиясы шығарылатын жарықтың түс тазалығын арттырады. Жарық толқындары бір ортада қозғалғанда толқындық араласу пайда болады. Бұл араласу құрылымдық немесе бұзушы болуы мүмкін. Кейде бір жиіліктің бірнеше толқындары жоғары амплитудалы толқынға бірігуі қажет. TEOLED-те екі электрод та шағылыстыратындықтан, жарық диодтың ішінде шағылысуы мүмкін, бұл BEOLED-ке қарағанда күрделірек араласуға әкеледі. Екі сәулелік араласудан басқа, екі электрод арасында көп резонанстық араласу бар. TEOLED құрылымы Фабри-Перо резонаторына немесе лазерлік резонаторға (екі параллель айнадан тұрады, олар екі шағылыстыратын электродқа ұқсас) ұқсас болғандықтан, бұл эффект TEOLED-те ерекше күшті. Бұл екі сәулелік араласу және Фабри-Перо араласуы OLED-тің шығыс спектрлік интенсивтілігін анықтаудағы басты факторлар болып табылады. Бұл оптикалық эффект "микроқуыс эффектісі" деп аталады. OLED жағдайында, бұл TEOLED-тегі қуыс жарық шығару интенсивтілігі мен түс тазалығын арттыру үшін, қуатты көп жұмсамай, арнайы жобаланған болуы мүмкін дегенді білдіреді. TEOLED-терде микроқуыс эффекті жиі кездеседі, ал бұл эффектті қашан және қалай шектеу немесе пайдалану құрылғыны жобалау үшін маңызды. Құрылымдық араласу шарттарына сәйкес болу үшін әр түрлі қабаттардың қалыңдығы осы нақты түстің резонанстық толқын ұзындығына сәйкес қолданылады. Қабаттардың қалыңдығы шарттары көк (460 нм), жасыл (530 нм) және қызыл (610 нм) түсті LED-тердің ең жоғары резонанстық сәуле шығару толқын ұзындығына сәйкес мұқият жобаланып және жасалады. Бұл технология OLED-тің жарық шығару тиімділігін айтарлықтай жақсартады және жоғары түс тазалығының арқасында кең түсті спектрге қол жеткізуге мүмкіндік береді.

Түсті сүзгілер

"Ақ + түсті сүзгі әдісінде" қызыл, жасыл және көк сәулелер бір ақ жарық диодтарынан әртүрлі түсті сүзгілерді пайдалану арқылы алынады. Бұл әдіс OLED материалдары ақ жарық шығарады, содан кейін ол қажетті RGB түстерін алу үшін сүзгіленеді. Бұл әдіс үш түрлі органикалық сәуле шығару материалдарын енгізу қажеттілігін жойды, сондықтан ақ жарық шығару үшін OLED материалдарының тек бір түрі ғана қолданылады. Бұл сонымен қатар көк пикселдердің қызыл және жасыл пикселдерге қарағанда әртүрлі ыдырау жылдамдығын болдырмайды. Бұл әдістің кемшіліктері – түс тазалығының және контрастының төмендігі. Сондай-ақ, сүзгілер шығарылған жарықтың көп бөлігін сіңіреді, сондықтан жарықтығының төмендеуін өтеу үшін фондық ақ жарық салыстырмалы түрде күшті болуы керек, демек мұндай дисплейлер үшін электр қуатын тұтыну жоғары болуы мүмкін. Түсті сүзгілерді төменгі және жоғарғы сәуле шығару OLED-теріне де енгізуге болады. Жартылай өткізгіш катодтан кейін тиісті RGB түсті сүзгілерді қосу арқылы тіпті таза толқын ұзындығы бар жарық алуға болады. Түс сүзгісі бар жоғарғы сәуле шығару OLED-терінде микроқуыс қолдану да, қоршаған ортаның жарығының шағылысуын азайту арқылы контраст қатынасын арттыруға көмектеседі. Дәстүрлі панельде панель бетіне дөңгелек поляризатор орнатылған. Бұл қоршаған ортаның жарығын шағылыстыруды болдырмау үшін жасалған, бірақ ол жарық шығаруды да азайтады. Бұл поляризациялық қабатты түсті сүзгілермен алмастыру жарық интенсивтілігіне әсер етпейді және сыртқы шағылысқан жарықтың барлығын кесуге мүмкіндік береді, бұл дисплей панелінде жақсы контрастты қамтамасыз етеді. Бұл жарқыраған пикселдерге қажеттілікті азайтып, қуат тұтынуды төмендетуі мүмкін.

Шашыраңқы OLED

Ашық OLED құрылғыларында дисплейдің екі жағында да мөлдір немесе жартылай мөлдір контактілер қолданылады, бұл жоғарыдан және төменнен сәуле шығаратын (мөлдір) дисплейлер жасауға мүмкіндік береді. Ашық OLED технологиясы контрастты айтарлықтай жақсартады, бұл күн сәулесінде дисплейді көруді әлдеқайда жеңілдетеді. Бұл технологияны Head-up дисплейлерінде, смарт-терезелерде немесе толықтырылған шындық қолданбаларында пайдалануға болады.

Гетероқосылымның сатысы

Гетерожункциялық OLED-тер электрондық тесіктер мен электрон тасымалдаушы заттардың арақатынасын біртіндеп төмендетіп, пикселдер арасындағы кеңістікті күрт азайтады. Ал, RGB (және RGBW) пиксельдері тікелей орналасқан басқа дисплей технологияларында әлеуетті ажыратымдылық төмендеуге ұшырайды.

Кері OLED

Құрылымдық OLED-ден айырмашылығы, онда анод негізге орналастырылады, инвертті OLED төменгі катодты пайдаланады, оны n-арналы TFT-нің дренаж ұшына қосуға болады, әсіресе AMOLED дисплейлерін өндіруде пайдалы, төмен құнмен аморфты кремний TFT артқы жазықтығы үшін. Барлық OLED дисплейлері (пассивті және белсенді матрицалық) драйверлік микросхеманы пайдаланады, көбінесе анизотроптық өткізгіш пленкамен шыныға орнатылатын (COG) технологиясы арқылы.

Көлеңкелік масканың үлгілеу әдісі

Органикалық жарықдиодты дисплейлерді (OLED) жасауда ең көп қолданылатын технология – пленка жағу кезіндегі көлеңке маскасы, сонымен қатар "RGB қатар тізбегі" немесе "RGB пикселдеу" әдісі деп те аталады. Никель қорытпасы сияқты төмен жылулық кеңею коэффициентіне ие материалдан жасалған көптеген тесіктері бар металл жамылғылар, қыздырылған булану көзі мен субстраттың арасына орналастырылады. Бұл, булану көзінен шыққан органикалық немесе бейорганикалық материалдың көп бөлігі субстратқа жетіп, жабысуына кедері келтіреді, материал тек қана субстраттағы қажетті жерлерге жабысады, ал қалғаны жамылғыда қалады. Барлық дерлік смартфондардағы кішкентай OLED дисплейлері осы әдіспен өндіріледі. Бұл процесте фотохимиялық өңдеу арқылы жасалған, ескі CRT дисплейлеріндегі көлеңке маскаларын еске түсіретін ұсақ металл маскалар (FMM) қолданылады. Масканың нүктелік тығыздығы аяқталған дисплейдің пиксельдік тығыздығын анықтайды. Fine Hybrid Masks (FHM) маскалары FFM-ге қарағанда жеңіл, бұл масканың өзінің салмағынан туындаған иілуді азайтады және электроформалау процесі арқылы жасалады. Бұл әдіс электролюминесцентті материалдарды 300°C температурада, 10 Па вакуумда жылулық әдіспен қыздыруды қажет етеді. Оттегі сенсоры (өлшегіші) камераға оттегінің енуін қадағалайды, себебі ол ұнтақ күйіндегі электролюминесцентті материалды (тотығу арқылы) зақымдауы мүмкін. Маска әр пайдалану алдында негізгі субстратқа тураланып, субстраттың астына орналастырылады. Субстрат және маска жиынтығы жабыну камерасының үстіне орналастырылады. Содан кейін, күміс және алюминий ұнтағын 1000°C температураға электронды сәуле арқылы түсіру арқылы электрод қабаты жабылады. Көлеңке маскалары жоғары пиксельдік тығыздыққа мүмкіндік береді, ал жоғары пиксельдік тығыздық виртуалды шындық гарнитуралары үшін қажет.

Ақ + түсті сүзгі әдісі

Көлеңкелік масканы қалыптастыру әдісі – алғашқы OLED өндірісінен бері қолданылып келе жатқан толыққанды технология болғанымен, масканың негізбен жанасуынан немесе көлеңкелік масканың деформациясынан туындаған қалыптардың дұрыс келмеуі салдарынан қара дақтар сияқты көптеген мәселелерге себеп болады. Мұндай кемшіліктер дисплейдің көлемі шағын болғанда айтарлықтай емес деп есептелуі мүмкін, бірақ үлкен дисплей өндірісінде маңызды проблемалар тудырады, бұл өндіріс тиімділігін айтарлықтай төмендетеді. Мұндай мәселелерді шешу үшін үлкен телевизорларда 4 субпиксельдік түс сүзгісімен (ақ, қызыл, жасыл және көк) жарық шығару құрылғылары қолданылады. Түс сүзгісі жарықты сіңіргеніне қарамастан, қазіргі заманғы OLED телевизорлары 100% NTSC сияқты түстерді өте жақсы көрсетуге және аз қуатты тұтынуға қабілетті. Бұл жоғары адам көзінің сезімталдығына ие эмиссиялық спектрді, аз спектрлік үйлесімді арнайы түс сүзгілерін және түс статистикасын ескере отырып, өнімділікті жақсарту арқылы мүмкін болады. Бұл тәсіл сондай-ақ "Ақ түс арқылы түс" әдісі деп аталады.

Түстерді үлгілеудің басқа тәсілдері

OLED-тің өндірілуін арттыру үшін басқа да жаңа үлгілер технологиясының түрлері бар. Үлгі жасауға болатын органикалық жарық шығаратын құрылғылар жарық немесе жылумен белсендірілетін электроактивті қабатты пайдаланады. Бұл қабатта жасырын материал (PEDOT TMA) бар, ол белсендірілгеннен кейін тесік инъекциялау қабаты ретінде өте тиімді болады. Осы процестің көмегімен кез келген үлгідегі жарық шығаратын құрылғыларды дайындауға болады. Түс үлгілеуді лазер арқылы, мысалы, сәулелендіру арқылы сублимациялық көшіру (RIST) арқылы жүзеге асыруға болады. Органикалық бу реактивті басып шығару (OVJP) буланған органикалық молекулаларды тасымалдау үшін аргон немесе азот сияқты инертті тасымалдаушы газды қолданады (органикалық бу фазасының жинақталуы сияқты). Газ микрометрлік соқпақ немесе соқпақ массиві арқылы субстратқа жақын шығарылады. Бұл еріткіштерді қолданбай, кез келген көп қабатты үлгілерді басып шығаруға мүмкіндік береді. Сұйық кристалды материалды қоюға ұқсас, жасанды эфирлеу (IJE) субстрат материалды іріктеп еріту және құрылымды немесе үлгіні тудыратын субстратқа еріткіштің нақты мөлшерін салады. OLED-те полимерлік қабаттарды жасанды эфирлеуді жалпы шығу тиімділігін арттыру үшін пайдалануға болады. OLED-де OLED-дің сәуле шығару қабаттарынан шығарылған жарық ішінара құрылғыдан сыртқа жіберіледі және ішінара құрылғының ішінде тұтқындалады. Бұл тұтқынға алынған жарық, шашылу немесе сіңіру арқылы таралатын шетке жеткенше, құрылғының ішкі бөлігімен бағытталатын толқын болып табылады. Жасанды эфирлеуді OLED-тің полимерлік қабаттарын таңдамалы түрде өзгерту үшін, жалпы ішкі сыртқы шағылысты (TIR) азайту және OLED-тің шығу тиімділігін арттыру үшін қолдануға болады. IJE процесінен алынған OLED құрылымындағы құрылымды полимер қабаты, жасанды эфирленбеген полимер қабатына қарағанда, OLED құрылғысының ішкі сыртқы шағылысын азайтуға көмектеседі. IJE еріткіштері көбінесе судың орнына органикалық болып табылады, өйткені олар қышқыл емес және судың қайнау температурасынан төмен температурада материалдарды тиімді еріту қабілетіне ие. Көшіру басып шығару – OLED және AMOLED параллель құрылғыларын тиімді түрде құрастыру үшін жаңа технология. Ол стандартты металл жинақтау, фотолитография және жасанды эфирлеуді пайдаланып, әдетте шыны немесе басқа құрылғы субстраттарында сәйкестендіру белгілерін жасайды. Бөлшектерге және беткі ақауларға төзімділігін арттыру үшін жұқа полимерлік жабысқақ қабаттар қолданылады. Микромасштабты интегралды схемалар (ИС) жабысқақ бетке басылып, содан кейін жабысқақ қабаттарды толықтай қатаю үшін пісіріледі. Басылған ИС-терден туындаған топографияны есепке алу үшін субстратқа қосымша фотосезімді полимер қабаты қолданылады, яғни тегіс бетті қайта енгізеді. Фотолитография және жасанды эфирлеу кейбір полимерлік қабаттарды алып тастап, ИС-тегі өткізгіш жапсырмаларды ашып береді. Содан кейін анодтық қабат төменгі электродты қалыптастыру үшін құрылғының артқы жазықтығына салынады. OLED қабаттары анодқа кәдімгі бу жинағымен жабылады және өткізгіш металл электрод қабатымен жабылады. 2011 жылдан бастап көшіру басып шығару 500 мм × 400 мм-ге дейінгі мақсатты субстраттарға басып шығаруға қабілетті болды. Бұл өлшем шегін кеңейту қажет, өйткені көшіру басып шығару үлкен OLED/AMOLED дисплейлерін жасау үшін жалпыға ортақ процесс болып табылады. FMM орнына әдеттегі фотолитографиялық әдістерді қолданатын OLED дисплейлері эксперименталды түрде көрсетілді, бұл үлкен субстрат өлшеміне (бұл субстрат сияқты үлкен болуы керек масканың қажеттілігін жояды) және жақсы өнімділікті бақылауға мүмкіндік береді. Visionox OLED шығаратын материалдарды сақтауға фотолитографияны қолдануды жариялады.

Ұсақ қабатты транзисторлардың артқы пландары

Теледидар сияқты жоғары ажыратымды дисплей үшін пиксельдерді дұрыс басқару үшін жұқа пленкалы транзистор (TFT) артқы жазықтығы қажет. 2019 жылдан бастап төмен температуралы поликристалл кремний (LTPS) TFT коммерциялық AMOLED дисплейлерінде кеңінен қолданылады. LTPS TFT дисплейдегі өнімділіктің әртүрлілігін көрсетеді, сондықтан әртүрлі компенсация схемалары туралы хабарланды. LTPS үшін қолданылатын экцимер лазерінің мөлшерінің шектелуіне байланысты AMOLED мөлшері шектеулі болды. Панель мөлшеріне қатысты кедергілерді жеңу үшін аморфты кремний / микрокристалл кремний артқы жазықтықтары үлкен дисплей прототиптерімен көрсетілді. Индий-галлий-мырыш оксидінен (IGZO) жасалған артқы жазықтықты да қолдануға болады. Үлкен OLED дисплейлері көбінесе AOS (аморфты оксидті жартылай өткізгіш) TFT транзисторларын пайдаланады, олар оксидті TFT деп те аталады және көбінесе IGZO негізінде жасалады. Көптеген AMOLED дисплейлері LTPO TFT транзисторларын қолданады. Бұл транзисторлар төмен жаңарту жиілігінде тұрақтылықты және өзгермелі жаңарту жиілігін ұсынады, бұл визуалды бұрмалауларсыз энергияны үнемдейтін дисплейлерді жасауға мүмкіндік береді.

Артықшылықтар

OLED-тің өндіріс процесінің ерекшелігі LCD технологиясымен жасалған жалпақ панельді дисплейлерге қарағанда бірнеше артықшылықтар береді. Болашақта OLED-ті кез келген қолайлы материалға сиялы немесе тіпті тарамды басып шығару арқылы жабуға болады, бұл теориялық тұрғыдан алғанда оларды LCD немесе плазмалық дисплейлерге қарағанда арзанрақ өндіруге мүмкіндік береді. Дегенмен, 2018 жылдан бастап OLED материалдарын өндіру TFT LCD-ге қарағанда қымбатқа түседі. Органикалық құрылғылар үшін ролл-ту-ролл технологиясымен буды конденсаттау әдісі минутына мыңдаған құрылғыларды өндіруге мүмкіндік береді, бұл өндіріс шығындарын азайтады. Бірақ бұл әдіс кейбір қиындықтар тудырады: көп қабатты құрылғыларды жасау кезінде әртүрлі басылған қабаттарды қажетті дәлдікпен сәйкес келтіру мәселесі туындайды. Жеңіл және икемді пластик материалдар OLED дисплейлерін икемді пластик материалдарға орналастыруға болады, бұл маталарға немесе киімге енгізілген икемді органикалық жарықдиодтар сияқты жаңа қолданыстарға әкелуі мүмкін. Егер полиэтилентерефталат (ПЭТ) сияқты материал қолданылса, дисплейлерді арзан бағада өндіруге болады. Сонымен қатар, пластик материалдар, LCD құрылғыларында қолданылатын шыны дисплейлерден айырмашылығы, сынбауға төзімді. OLED дисплейлері жақсырақ кескінді көрсетеді, себебі OLED пиксельдері тікелей жарық шығарады. Бұл терең қара түсті қамтамасыз етеді, өйткені қара OLED дисплейі жарық шығармайды. Сонымен қатар, OLED пиксельдерінің түстері бұрмаланбай, көру бұрышы қалыптыдан 90 градусқа жақын болғанда да дұрыс көрінеді. Энергия тиімділігі LCD дисплейлері артқы жарықтан шыққан жарықты сүзіп, жарықтың аз бөлігін ғана өткізеді. Сондықтан олар шынайы қара түсті көрсетуге қабілетсіз. Алайда, белсенді емес OLED элементі жарық шығармайды және энергияны тұтнатпайды, бұл шынайы қара түсті қамтамасыз етеді. Артқы жарықты алып тастау OLED дисплейлерін жеңілдетеді, себебі кейбір материалдар қажет болмайды. Жауап беру уақыты OLED дисплейлерінің жауап беру уақыты LCD дисплейлеріне қарағанда әлдеқайда жылдам. Жауап беру уақытын өтеу технологияларын пайдалана отырып, ең жылдам қазіргі заманғы LCD дисплейлері ең жылдам түс өзгерісі үшін 1 мс-ден төмен жауап беру уақытына жете алады және 240 Гц-ке дейін жаңарту жиілігіне ие бола алады. LG компаниясының мәліметінше, OLED дисплейлерінің жауап беру уақыты LCD дисплейлеріне қарағанда 1000 есе жылдам, бұл консервативті бағалау бойынша 10 мкс (0.01 мс) төмен, бұл теориялық тұрғыдан 100 кГц (100 000 Гц) жуық жаңарту жиілігіне қол жеткізуге мүмкіндік береді. Өте жылдам жауап беру уақытына байланысты OLED дисплейлерін CRT дисплейлерінің жыпылықтауына ұқсас эффектіні жасау үшін оңай конфигурациялауға болады, бұл LCD және кейбір OLED дисплейлерінде байқалатын қозғалыс бұлыңғырлығын болдырмауға көмектеседі.

Өмір сүру ұзақтығы

OLED-тің ең үлкен техникалық проблемасы – органикалық материалдардың шектеулі қызмет ету мерзімі. OLED теледидар панелі туралы 2008 жылғы техникалық есепте 1000 сағаттан кейін көк түстің жарықтығы 12%-ға, қызыл 7%-ға, ал жасыл 8%-ға төмендегені анықталды. Атап айтқанда, сол кездегі көк OLED-тің қызмет ету мерзімі жалпақ панельді дисплейлерде қолданғанда бастапқы жарықтығының жартысына дейін шамамен 14 000 сағатты (күнде сегіз сағаттан бес жыл) құрады. Бұл ЖК, LED немесе PDP технологиясының әдеттегі қызмет ету мерзімінен төмен; әрқайсысы өндіруші мен модельге байланысты шамамен 25 000–40 000 сағатқа дейін жартылай жарықтықпен жұмыс істеуге бағаланады. OLED дисплейлері үшін маңызды мәселе – оттегі мен ылғалдың енуінен пайда болатын қара дақтар, олар дисплей қосылған немесе өшірілген күйде болса да, органикалық материалды уақыт өте келе тозуға ұшыратады. 2016 жылы LG Electronics компаниясы 2013 жылы 36 000 сағат болған күтілетін қызмет ету мерзімін 100 000 сағатқа дейін ұлғайтқанын хабарлады. АҚШ Энергетика департаментінің мәліметтеріне сәйкес, OLED жарықтандыру өнімдерінің күтілетін қызмет ету ұзақтығы жарықтық деңгейімен кері пропорционал: 25% жарықтықта 40 000 сағат, ал 100% жарықтықта 10 000 сағат.

Түстер балансы

Көк жарық шығаратын OLED материалы басқа түстерді шығаратын материалдарға қарағанда әлдеқайда жылдам тозады; яғни, көк жарықтың күші басқа түстерге қарағанда тезірек азаяды. Түстердің дифференциалдық шығысындағы осы айырмашылық дисплейдің түс балансын өзгертеді және жалпы жарықтылықтың біркелкі азаюынан гөрі көз тартарлық. Бұл мәселені түс балансын реттеу арқылы ішінара болдырмауға болады, бірақ мұндай реттеуге күрделі басқару тізбектері және білімі бар қолданушының араласуы қажет болуы мүмкін. Көбінесе, өндірушілер толық жарықтылықтағы қызмет мерзімін теңестіру үшін қызыл, жасыл және көк субпикселдердің өлшемдерін оңтайландырады. Мысалы, көк субпиксель жасыл субпикселге қарағанда 75%-ға үлкен болуы мүмкін. Ал қызыл субпиксель жасылдан 10%-ға үлкен болуы мүмкін.

Көк OLED-тің тиімділігі

Көк OLED-тің тиімділігі мен қызмет ету мерзімін жақсарту, OLED-тің LCD технологиясын алмастырудағы сәттілігі үшін маңызды. Жоғары сыртқы кванттық тиімділігі және терең көк түсі бар көк OLED-терді жасауға көп зерттеу жұмыстары жұмсалды. 2012 жылдан бері зерттеулер Кюсю университетінің OPERA және UC Santa Barbara CPOS орталықтарында ашылған, термиялық белсендірілген кешіктірілген флуоресценция (TADF) қасиеттерін көрсететін органикалық материалдарға бағытталған. TADF тұрақты және жоғары тиімділікпен өңделетін (органикалық материалдар ерітінділерде қабатталып, жұқа қабаттар түзеді) көк эмитерлерді жасауға мүмкіндік береді, олардың ішкі кванттық тиімділігі 100%-ға жетеді. 2017 жылдың басында жаңа D А типіндегі люминесцентті материал – TDBA Cz синтезделді, ал Мэн және авторлар тобы синтездеген m AC DBNA, карбазоль тобының электрон доноры ретінде, оттегімен байланысқан трифенилборон электрон қабылдағыш тобының орналасу орнының, молекуланың фотофизикалық қасиеттеріне тигізетін әсерін зерттеу үшін бақылау ретінде пайдаланылды. Екі карбазоль тобын оттегімен байланысқан трифенилборон электрон қабылдағыш тобының бір бензол сақинасына енгізу, сәуле шығарған кезде молекуланың конформациялық өзгерісін тиімді түрде тоқтатуға және тар жолақты көк жарық шығаруға мүмкіндік беретіні анықталды. Сонымен қатар, TDBA Cz – бұл 45 нм-ге дейін FWHM және допингсіз TADF OLED-де 21,4%-ға дейін EQE көрсеткен алғашқы көк материал. Көк TADF эмитерлері 2020 жылға дейін нарыққа шығады деп күтілуде және олар фосфоресцентті түс сүзгілері бар WOLED дисплейлерінде, сондай-ақ сиямен басылған QD түс сүзгілері бар көк OLED дисплейлерінде қолданылады.

Судан зақымдану

Су дисплейлердің органикалық материалдарын дереу зақымдауы мүмкін. Сондықтан, жақсартылған герметикалық өңдеу процестері практикалық өндіріс үшін маңызды. Судан зақымдану, әсіресе, икемді дисплейлердің қызмет ету мерзімін қысқартуы мүмкін.

Сыртқы орындары

OLED-лер сәуле шығарушы дисплей технологиясы ретінде электр энергиясын жарыққа толық айналдыруға негізделген, LCD-лерден өзгеше, олар белгілі бір деңгейде жарықты шағылыстырады. E қағаз ~33% қоршаған ортаның жарығын шағылыстыру арқасында тиімділік бойынша көш бастайды, бұл дисплейді ішкі жарық көзісіз пайдалануға мүмкіндік береді. OLED-дегі металл катод айна рөлінде әрекет етеді, шағылысу көрсеткіші шамамен 80%-ға жетеді, бұл күндіз жарықта оқылуын қиындатады. Дегенмен, дөңгелек поляризатор мен антирефлекстік жабындарды тиімді қолданғанда, шағылысу 0,1%-дан төмен деңгейге дейін төмендетілуі мүмкін. 10,000 fc жарық интенсивтігінде (сыртқы жарықты модельдеуге арналған стандартты сынақ жағдайы) шамамен 5:1 фотопиялық контрастқа қол жеткізіледі. OLED технологиясындағы жаңа жетістіктер OLED-тің ашық күнде LCD-лерден де жақсы жұмыс істеуіне мүмкіндік береді. Мысалы, Galaxy S5 смартфонындағы AMOLED дисплейі қуат тұтыну, жарықтық және шағылысу көрсеткіштері бойынша нарықтағы барлық LCD дисплейлерін басып өтті.

Электр қуатын тұтыну

OLED қара түстің басым түс болған бейнелерді көрсету үшін LCD-нің шамамен 40% қуатын тұтынады, ал көптеген бейнелер үшін LCD-нің 60-80% қуатын тұтынады. Дегенмен, ақ фонды бейнелерді (мысалы, құжаттар немесе веб-сайттар) көрсету үшін OLED 300% астам қуатты пайдалануы мүмкін. Бұл ақ фон қолданған кезде мобильді құрылғылардың батареясының қызмет ету мерзімін қысқартуына әкелуі мүмкін.

Экранның жалтырауы

Көптеген OLED-тер түс және жарықтылық деңгейлерін көрсету үшін импульс енін модуляциялауды пайдаланады. Мысалы, сұр түс көрсетуге тапсырылған пиксель жылдам қосылып, өшіріліп, нәзік жыпылықтау эффектін тудырады. Жарықтықты азайтудың басқа жолы – дисплейге берілетін қуатты азайту, бұл жарықтық төмендегенде нашарлайтын түс балансын құрбан ете отырып, экранның жыпылықтауын жояды. Дегенмен, PWM деңгейлерін пайдалану көздің денсаулығына көбірек зиян келтіруі мүмкін.

Мода

OLED-ті енгізген маталар – сән әлеміндегі инновация, бұл инертті заттарды жаңа сән деңгейіне көтеруге мүмкіндік беретін жарықтандыруды интеграциялаудың жаңа тәсілі. Мақсаты – текстильдің қолайлылығы мен төмен құнының қасиеттерін OLED-тің жарық беру және аз энергия тұтыну қасиеттерімен үйлестіру. Бұл жарықтандырылатын киім мүмкіндігі жоғары болғанымен, әлі де кедергілер бар. Мәселелердің арасында OLED-тің қызмет ету мерзімі, икемді фольгалық негіздердің беріктігі және матаға ұқсас фотоникалық маталар жасау саласындағы зерттеулердің жетіспеуі бар.

Автомобильдік

OLED-диодты құрылғыларды қолданатын автокөлік өндірушілердің саны әлі де сирек және нарықтың жоғары сегментімен шектелген. Мысалы, 2010 жылғы Lexus RX моделінде жұқа пленкалық транзисторлық (TFT LCD) дисплейінің орнына OLED дисплейі орнатылған. Жапондық Pioneer Electronic Corporation компаниясы монохромды OLED дисплейі бар алғашқы автомобильдік стерео жүйелерді жасады, бұл сонымен қатар әлемдегі алғашқы OLED өнімі болды. Aston Martin DB9 әлемдегі алғашқы автомобильдік OLED дисплейін пайдаланды, оны Yazaki компаниясы өндірді, одан кейін 2004 жылғы Jeep Grand Cherokee және Chevrolet Corvette C6 машиналарында да қолданылды. 2015 жылғы Hyundai Sonata және Kia Soul EV модельдері 3,5 дюймдік ақ PMOLED дисплейін пайдаланады.

Sony

[[Файл:Sony oled.jpg|thumb|Sony XEL 1, әлемдегі алғашқы OLED теледидары. Sony өнімдерінің арасында OLED экрандары бар 2006 жылы шыққан MZ RH1 портативті минидиск жазғышы және Walkman X сериясы да бар. 2007 жылғы Лас-Вегаста өткен Тұтыну Электроникасы Жәрмеңкесінде (CES) Sony 960×540 ажыратымдылығы бар және 1920 × 1080 толық HD ажыратымдылығы бар OLED теледидар үлгілерін көрсетті. Екеуі де 1,000,000:1 контраст қатынасы және жалпы қалыңдығы (рамканы қоса алғанда) 5 мм дейін жететіні туралы мәлімдеді. 2007 жылдың сәуірінде Sony нарықты сынау мақсатында айына 1000 OLED теледидар өндіретінін хабарлады. 2007 жылдың 1 қазанында Sony XEL 1 үлгісінің алғашқы коммерциялық OLED теледидары екенін және ол 2007 жылдың желтоқсанында Жапонияда сатылымға шығарылғанын жариялады. 2007 жылдың мамырында Sony тек 0,3 миллиметр қалыңдығы бар икемді OLED экранының бейнесін жариялады. Display 2008 көрмесінде Sony 320×200 пикселдік ажыратымдылығы бар 0,2 мм қалыңдықтағы дисплейді және 960×540 пикселдік ажыратымдылығы бар 0,3 мм қалыңдықтағы дисплейді көрсетті, бұл XEL 1-дің қалыңдығынан он есе кем. 2008 жылдың шілдесінде Жапония үкіметтік органы үлкен, энергияны үнемдейтін органикалық дисплейлерді өндіруге қажетті негізгі технологияны әзірлеу үшін жетекші компаниялардың бірлескен жобасын қаржыландыратынын мәлімдеді. Жобаға бір зертхана және 10 компания, соның ішінде Sony Corp. қатысты. NEDO жобаның мақсаты 2010 жылдардың соңында 40 дюймдік немесе одан үлкен OLED дисплейлерін жаппай өндіруге қажетті негізгі технологияны әзірлеу болды. 2008 жылдың қазан айында Sony Макс Планк институтымен бірлесіп жүргізген зерттеулердің нәтижелерін жариялады, бұл жаппай өндіріске шығаруға болатын иілгіш дисплейлерді жасау мүмкіндігін көрсетті, олар қатаң LCD және плазма экрандарын алмастыра алады. Ақырында, иілгіш, мөлдір дисплейлерді жинақтап, қазіргі өнімдерге қарағанда контраст қатынасы мен көру бұрыштары жоғары 3D суреттерді жасауға болады. Sony 2010 жылдың қаңтар айында Consumer Electronics Show кезінде 24.5" (62 см) прототипті OLED 3D телевизорын көрсетті. 2011 жылдың қаңтарында Sony PlayStation Vita портативті ойын консолінің (PSP-нің жалғасы) 5 дюймдік OLED экраны болатынын хабарлады. 2011 жылдың 17 ақпанында Sony кино және жоғары сапалы драмалық постөндіріс нарығына бағытталған 25" (63,5 см) OLED кәсіби мониторын жариялады. 2012 жылдың 25 маусымында Sony және Panasonic 2013 жылға дейін OLED теледидарларын төмен құнмен жаппай өндіру үшін бірлескен кәсіпорын құрғанын хабарлады. Sony CES 2017 көрмесінде 2008 жылдан бері өзінің алғашқы OLED теледидары A1E екенін таныстырды. 2018 жылы CES 2018 көрмесінде A8F деп аталатын тағы екі модельді және A9F деп аталатын Master Series теледидарларын көрсетті. CES 2019 көрмесінде A8G және A9G деп аталатын Bravia сериялы теледидарларының тағы екі моделін таныстырды. Содан кейін, CES 2020 көрмесінде A8H-ті көрсетті, ол сурет сапасы жағынан A9G-ге ұқсас, бірақ төмен құнына байланысты кейбір шарттармен келді. Сол іс-шарада олар A9G-нің 48 дюймдік нұсқасын да таныстырды, бұл XEL 1-ден бері ең кішкентай OLED теледидары.]]

LG

2009 жылдың 9 сәуірінде LG компаниясы Kodak компаниясының OLED бизнесін сатып алып, ақ OLED технологиясын қолдана бастады. 2010 жылы LG Electronics бір модельді OLED телевизорын, 15EL9500 шығарды және 2011 жылдың наурызында OLED 3D телевизорын жариялады. 2011 жылдың 26 желтоқсанында LG компаниясы "әлемдегі ең үлкен OLED панелін" ресми түрде жариялады және оны CES 2012 көрмесінде көрсетті. 2012 жылдың соңында LG компаниясы Австралияда 55EM9600 OLED телевизорының іске қосылуын жариялады. 2015 жылдың қаңтар айында LG Display компаниясы Universal Display Corporation компаниясымен OLED материалдарын жеткізу және олардың патенттелген OLED шығарушыларын пайдалану құқығы туралы ұзақ мерзімді келісімге қол қойды.

Mitsubishi компаниясы

Lumiotec – 2011 жылдың қаңтар айынан бері әлемдегі алғашқы компания болып, осындай жарықтығы мен ұзақ қызмет ету мерзіміне ие OLED жарық панельдерін жаппай өндіріп сатуда. Lumiotec – Mitsubishi Heavy Industries, ROHM, Toppan Printing және Mitsui & Co. компанияларының бірлескен кәсіпорны. 2011 жылдың 1 маусымында Mitsubishi Electric Токио ғылым мұражайына 6 метрлік OLED «сферасын» орнатты.

Рекомендациялық топ

2011 жылдың 6 қаңтарында Лос-Анджелестегі Recom Group технологиялық компаниясы Лас-Вегаста өткен Тұтынушы Электроникасы көрмесінде OLED-тің алғашқы кішкентай экранды тұтынушылық қолданбасын таныстырды. Бұл 2,8 дюймдік (7 см) OLED дисплейі, ол кигізілетін бейне табелька ретінде қолданылды. 2012 жылы Тұтынушы Электроникасы көрмесінде Recom Group компаниясы стандартты телеарнаның микрофонына үш 2,8 дюймдік (7 см) OLED дисплейін орнатып, әлемдегі алғашқы бейне микрофонының жалаушасын ұсынды. Бұл бейне микрофонының жалаушасы телеарнаның стандартты микрофонына бейне мазмұны мен жарнаманы көрсетуге мүмкіндік берді.

Dell компаниясы

2016 жылдың 6 қаңтарында Dell компаниясы Лас-Вегаста өткен Consumer Electronics Show көрмесінде Ultrasharp UP3017Q OLED мониторын жариялады. Монитор 4K UHD OLED панелімен, 120 Гц жаңарту жылдамдығымен, 0,1 миллисекундтік жауап беру уақытымен және 400,000:1 контраст қатынасымен жабдырылғандығы хабарланды. Монитордың бағасы 4999 доллар болып белгіленді және 2016 жылдың наурызында, бірнеше айдан кейін сатылымға түсуі күтілді. Бірақ наурыз айының соңына жеткенде монитор нарыққа шығарылмады, ал Dell компаниясы кешігу себептерін жарияламады. Соңғы хабарларға сәйкес, Dell OLED панелінің бейне сапасына, әсіресе мониторға бүйірден қарағанда байқалатын түс өзгеруіне қанағаттанбағандықтан мониторды тоқтатты. 2017 жылдың 13 сәуірінде Dell компаниясы UP3017Q OLED мониторын ақыры нарыққа 3499 долларға шығарды (CES 2016 көрмесінде жарияланған бастапқы бағасынан 1500 долларға арзан). Бағаның төмендеуімен қатар, монитор 60 Гц жаңарту жылдамдығымен және 1,000,000:1 контраст қатынасымен жабдықталды. 2017 жылдың маусым айынан бастап бұл мониторды Dell веб-сайтынан сатып алу мүмкін емес.

Алма

Apple компаниясы 2015 жылы сағаттарында, ал 2016 жылы MacBook Pro ноутбугіне OLED сенсорлық панельді қосып, ноутбуктерінде OLED панельдерін қолдана бастады. 2017 жылы Apple компаниясы Universal Display Corporation лицензиясымен алынған, өздері жетілдірген OLED дисплейі бар, он жылдық мерейтойлық iPhone X телефонын таныстырды. iPhone SE желісінен басқа, содан бері шығарылған барлық iPhone XR және iPhone 11 телефондары да OLED дисплейлерімен жабдықталған.

Nintendo (Нинтендо)

Nintendo Switch-тің үшінші моделі, гибридтік ойын жүйесі, бастапқы модельдегі LCD панелінің орнына OLED панелімен жабдықталған. 2021 жылдың жазында хабарланған, ол 2021 жылдың 8 қазанында сатылымға шықты.

Зерттеу

2014 жылы Mitsubishi Chemical Holdings компаниясының еншілес компаниясы Mitsubishi Chemical Corporation (MCC) 30 000 сағат қызмет ететін OLED панелін жасады, бұл дәстүрлі OLED панельдерінен екі есе артық. Тиімді OLED материалдарын табу үшін модельдеу әдістері кеңінен қолданылды; маңызды қасиеттерді тәжірибелік деректерге тәуелсіз түрде есептеуге болады, бұл материалды әзірлеу құнын төмендетуге мүмкіндік береді. 2018 жылдың 18 қазанында Samsung компаниясы 2018 жылғы Samsung OLED форумындағы зерттеу жол картасын ұсынды. Оған саусақ іздерін экранда (Fingerprint on Display - FoD), экран асты сенсоры (Under Panel Sensor - UPS), экрандағы тактильді сезіну (Haptic on Display - HoD) және экраннан дыбыс (Sound on Display - SoD) технологиялары кірді. Сондай-ақ, әртүрлі өндірушілер OLED астындағы камераларды (Under Display Cameras) зерттеп жатыр. IHS Markit мәліметінше, Huawei BOE компаниясымен, Oppo China Star Optoelectronics Technology (CSOT) компаниясымен, Xiaomi Visionox компаниясымен ынтымақтастыққа келді. 2020 жылы Квинсленд технологиялық университетінің (QUT) ғалымдары OLED дисплейлерін жасау үшін көміртек пен азоттың көзі болып табылатын адам шашын пайдалануды ұсынды.