Diodi organici a emissione di luce: 11 fatti che dovresti sapere

Contenuti

• Cos'è un OLED?
• Come vengono costruiti gli OLED?
• Come funziona un OLED?
• Qual è lo spettro di emissione degli OLED?
• Cosa sono gli OLED invertiti?
• Cosa sono gli OLED a eterogiunzione graduata?
• Cosa sono gli OLED in pila?
• Quali sono le caratteristiche tecniche di un OLED convenzionale?
• Quali sono i vantaggi degli OLED?
• Quali sono gli svantaggi degli OLED?
• Quali sono le differenze tra un OLED e un LED?

Cos'è un OLED? | Cosa significa led?

Un OLED è l'abbreviazione di Organic Light-Emitting Diodes. È fondamentalmente un tipo di diodo emettitore di luce o LED che ha uno strato elettroluminescente emissivo che agisce come una pellicola di composti organici ed è responsabile dell'emissione di luce quando viene applicata una corrente elettrica. Al giorno d'oggi, i LED organici sono ampiamente utilizzati per lo sviluppo di display digitali in diversi dispositivi come televisione, monitor, telefoni, dispositivi di gioco portatili portatili, smartwatch, ecc. I diodi organici a emissione di luce sono incorporati anche nei dispositivi di illuminazione a stato solido.

Come vengono costruiti gli OLED?

Un diodo organico a emissione di luce generale comprende un foglio di materiali organici depositati su un substrato, che è posto tra il catodo e l'anodo. La delocalizzazione degli elettroni pi a causa della coniugazione su una porzione dell'intera molecola, con il risultato che le molecole organiche diventano elettricamente conduttive. Questi materiali si comportano come semiconduttori organici poiché la loro conduttività è tipicamente compresa tra quella degli isolanti e dei conduttori. In questi materiali, il ruolo delle bande di valenza e di conduzione dei semiconduttori inorganici è svolto dagli orbitali molecolari più bassi non occupati e più occupati (LUMO e HOMO).

Inizialmente, i diodi organici a emissione di luce polimerica erano progettati per avere un singolo strato organico. Tuttavia, oggigiorno è possibile sviluppare LED organici multistrato con due o più strati per migliorare l'efficacia del dispositivo. Oltre al numero di strati, anche il tipo di materiale utilizzato per favorire l'iniezione di carica negli elettrodi è importante nel funzionamento finale del dispositivo.

La proprietà conduttiva del materiale utilizzato decide se ci sarebbe un flusso elettronico più graduale, o un blocco di carica o una resistenza dal viaggiare verso l'elettrodo opposto e non essere sfruttato. La sostanza viene scelta in base alle proprietà del materiale come conduttività elettrica, trasparenza ottica e stabilità chimica. Al giorno d'oggi, i LED organici hanno una semplice struttura a doppio strato che comprende uno strato emissivo e uno strato conduttivo. In base alla struttura chimica del materiale, l'emettitore può essere fluorescente o fosforescente.

Come funziona un diodo organico a emissione di luce?

Quando l'operazione inizia, viene applicata una differenza di potenziale attraverso il diodo organico a emissione di luce. L'anodo è mantenuto ad un potenziale maggiore rispetto al catodo. Il materiale dell'anodo si basa su proprietà del materiale come conduttività elettrica, trasparenza ottica e stabilità chimica. L'orbitale molecolare più basso non occupato dello strato organico (al catodo) riceve gli elettroni iniettati e l'orbitale molecolare più occupato (all'anodo) ritira gli elettroni o, in altre parole, inietta coppie elettrone-lacuna. Nei semiconduttori organici i buchi sono relativamente più mobili degli elettroni. Pertanto, la ricombinazione di elettroni e lacune in un eccitone avviene più vicino allo strato emissivo.

Ciò si traduce nel decadimento di uno stato eccitato che porta all'emissione di radiazioni aventi lunghezza d'onda compresa nello spettro visibile. La precisa lunghezza d'onda o frequenza della radiazione emessa è determinata dal bandgap del materiale, cioè la differenza nei livelli di energia di HOMO e LUMO. Nel caso di emettitori fosforescenti, gli eccitoni (singoletti e tripletti) decadono in modo radiante. Tuttavia, nel caso di emettitori fluorescenti, le terzine non emettono luce. Questi emettitori fluorescenti possiedono un'efficienza intrinseca massima del 25% solo. Tuttavia, gli emettitori fosforescenti (in particolare di lunghezza d'onda corta {blu}) hanno una durata inferiore rispetto agli emettitori fluorescenti.

I fermioni elettroni-bucati generati hanno uno spin semi-intero. Gli eccitoni possono esistere in stati di singoletto o tripletto in base alla combinazione di diversi giri di elettroni e lacune. Per ogni eccitone singoletto, si formano tre eccitoni tripletti. Il decadimento dello stato di tripletto (prevalente nella fosforescenza) impedisce lo spin e quindi aumenta il periodo di transizione. I diodi organici fosforescenti a emissione di luce facilitano l'attraversamento intersistemico da stati sia tripletto che singoletto utilizzando interazioni spin-orbita. Ciò migliora l'efficienza interna. Al giorno d'oggi, i diodi organici a emissione di luce sono ampiamente utilizzati per lo sviluppo di display digitali in diversi dispositivi come televisione, monitor, telefoni, dispositivi di gioco portatili portatili, smartwatch, ecc.

Qual è lo spettro di emissione degli OLED?

La lunghezza d'onda della radiazione emessa dipende dal tipo di materiale utilizzato e dal numero di strati del materiale. L'energia della radiazione è uguale al bandgap del materiale, cioè la differenza nei livelli di energia di HOMO e LUMO. L'emissione finale o totale di un diodo organico a emissione di luce può essere regolata virtualmente per rappresentare un dato colore, inclusi il bianco e il nero. La temperatura del colore può anche essere variata assemblando numerose diverse combinazioni di strati in un unico dispositivo. Gli strati organici sono tipicamente trasparenti nell'intervallo spettrale visibile. In generale, per ottenere risultati di combinazione di colori ottimali, i diodi organici a emissione di luce sono dotati di tre diversi strati di colore, vale a dire - RGB (rosso, verde e blu).

Cosa sono gli OLED invertiti?

Nel caso di diodi organici a emissione di luce invertiti, l'anodo posizionato sul substrato, che è in contrasto con la struttura LED organica convenzionale. In un diodo organico a emissione di luce invertito, il catodo è collegato all'estremità di drenaggio di un canale n. Viene utilizzato nello sviluppo di dispositivi con display AMOLED.

Cosa sono gli OLED a eterogiunzione graduata?

Nel caso dei diodi organici a emissione di luce a eterogiunzione graduata, vi è una graduale riduzione della frazione di lacune elettroniche a sostanze chimiche che trasportano elettroni. Questo viene fatto per ottenere quasi il 200% in più di efficienza quantistica rispetto alla struttura convenzionale del diodo organico a emissione di luce.

Cosa sono gli OLED in pila?

Nel caso dei diodi organici a emissione di luce impilati, l'architettura dei pixel utilizzata dispone i pixel secondari rosso, verde e blu verticalmente uno sopra l'altro anziché orizzontalmente l'uno accanto all'altro. Ciò porta a un notevole aumento della profondità del colore, della gamma e a una notevole riduzione della distanza tra i pixel. Gli altri metodi di visualizzazione generalmente utilizzano la disposizione l'una accanto all'altra diminuendo la risoluzione potenziale.

Quali sono le caratteristiche tecniche di un OLED convenzionale?

Caratteristiche del diodo organico a emissione di luce

Di seguito sono riportate le caratteristiche tecniche di un diodo organico a emissione di luce convenzionale:

Efficienza energetica180 lm/WtСEfficienza attuale40 cd/AQuantum interno Efficienza (Exiton/Photon)100%Efficienza quantistica esterna (fotone illuminato/fotone formato)40%Tensione di apertura5 – 8 VTensione di inclusione3 – 9 VAngolo di vista180°Luminosità1000 cd/m2Contrasto100:1Tempo di vita6 – 11 anniIntervallo di temperatura-40…+50°C

Quali sono i vantaggi degli OLED?

I vantaggi di OLED

1. I diodi luminosi organici sono sostanze biodegradabili.
2. I diodi organici a emissione di luce sono relativamente più leggeri, più sottili e più elastici degli strati cristallini dei display a cristalli liquidi o dei diodi a emissione di luce.
3. I diodi organici a emissione di luce sono molto flessibili e quindi possono essere facilmente piegati e arrotolati come richiesto negli espositori avvolgibili inseriti in determinati tessuti in questi giorni. La ragione di ciò è che il substrato utilizzato in Organic LED è polimero piuttosto che il vetro utilizzato per un LED o un LCD.
4. I diodi organici a emissione di luce sono relativamente più luminosi dei normali diodi a emissione di luce. Il rapporto di contrasto artificiale dei LED organici è più alto. Ciò è dovuto al fatto che gli strati organici dei LED organici sono molto più stretti degli analoghi strati di cristalli inorganici di un LED. Inoltre, gli strati conduttivi ed emissivi dei LED organici non utilizzano il vetro (che assorbe parte della luce) e possono avere un design multistrato.
5. A differenza di un LCD, una configurazione con diodo organico a emissione di luce non richiede una retroilluminazione. Questo aiuta a ridurre l'energia o il consumo di energia da parte di un dispositivo LED organico. Gli LCD hanno bisogno di illuminazione per aiutare a produrre un'immagine visibile che richiede più energia, mentre gli OLED sono in grado di generare la propria luce.
6. Il processo di produzione di un diodo organico a emissione di luce è più semplice e può essere trasformato in grandi fogli sottili. Comparativamente, è molto più difficile produrre un numero così elevato di strati di cristalli liquidi.
7. I diodi organici a emissione di luce forniscono un angolo di visione più ampio rispetto agli LCD. Questo perché un pixel LED organico emette luce direttamente. I colori dei pixel di un LED organico non vengono spostati insieme al cambiamento dell'angolo di osservazione da normale ad angolo retto.
8. Un diodo organico a emissione di luce ha un tempo di risposta più rapido rispetto a un LCD.

Pixel LED organico

Il pixel LED organico emette luce direttamente ei colori dei pixel di un LED organico non vengono spostati insieme al cambiamento dell'angolo di osservazione da normale ad angolo retto. I diodi organici a emissione di luce forniscono un angolo di visione più ampio rispetto agli LCD.

Quali sono gli svantaggi di un OLED?

Gli svantaggi dell'utilizzo di un diodo organico a emissione di luce sono

1. La durata di un diodo organico a emissione di luce è inferiore a quella dell'LCD. Le pellicole LED organiche verdi e rosse hanno una durata di vita più lunga da circa 46,000 a 230,000 ore; tuttavia, i LED organici blu hanno una durata molto più breve fino a 13-14,000 ore circa.
2. Le sostanze utilizzate per produrre luce blu in un OLED si degradano più rapidamente rispetto alle sostanze che producono altri colori che provocano una riduzione della luminescenza complessiva del LED organico.
3. I diodi organici a emissione di luce non devono entrare in contatto con l'acqua perché ne provocano la degradazione istantanea.
4. Il diodo organico a emissione di luce richiede circa tre volte più potenza per visualizzare un'immagine con uno sfondo bianco. L'ampio uso di sfondi bianchi può ridurre la durata della batteria nei telefoni cellulari e altri dispositivi.
5. I diodi organici a emissione di luce sono costosi. Costano da 10 a 20 volte di più rispetto ai LED dalle prestazioni simili.
6. Vi è una mancanza di un'ampia gamma di prodotti a diodi organici a emissione di luce disponibili in commercio.
7. I diodi organici a emissione di luce hanno un'elevata capacità che limita la larghezza di banda di modulazione del dispositivo a circa 100 kHz.
8. I diodi organici a emissione di luce hanno una bassa efficienza luminosa.

Quali sono le differenze tra un OLED e un LED?

Le differenze tra un OLED e un LED sono:

Diodo organico a emissione di luce o OLED	Diodo ad emissione luminosa o LED
Nel caso dei diodi luminosi organici, lo strato elettroluminescente emissivo è costituito da composti organici.	Nel caso dei LED, lo strato elettroluminescente emissivo è costituito da sostanze inorganiche.
Nella televisione LED organica, ogni pixel funziona individualmente.	I LED non possono essere utilizzati correttamente come pixel in televisione a causa delle dimensioni.
Hanno un'efficienza luminosa inferiore.	Hanno una maggiore efficienza luminosa.
Possono essere sottili e piccoli a causa della loro flessibilità.	Sono relativamente meno flessibili.
Non usano una retroilluminazione in quanto possono produrre la propria luce.	Non possono produrre la propria luce e quindi utilizzare una retroilluminazione.
Sono costosi.	Hanno costi di produzione relativamente inferiori.
I LED organici non richiedono alcun tipo di supporto in vetro.	I LED richiedono un supporto in vetro.
Forniscono un angolo di visione più ampio.	Hanno una gamma angolare relativamente inferiore.

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