1.Definition von OLED
OLED (Organic Light-Emitting Diode), auch bekannt als organisches Elektrolaser-Display, organischer lichtemittierender Halbleiter (Organic Electroluminesence Display, OLED).
OLED ist eine Art organisches Leuchtmittel vom Stromtyp, bei dem das Phänomen der Lumineszenz durch Injektion und Rekombination von Trägern auftritt und die Lichtstärke proportional zum injizierten Strom ist. Unter Einwirkung eines elektrischen Felds bewegen sich die von der Anode erzeugten Löcher und die von der Kathode erzeugten Elektronen in der OLED, werden jeweils in die Lochtransportschicht und die Elektronentransportschicht injiziert und wandern zur Leuchtschicht. Wenn die beiden in der Leuchtschicht aufeinandertreffen, werden Energie-Exzitonen erzeugt, die die Leuchtmoleküle anregen und schließlich sichtbares Licht erzeugen.
2. OLED-Klassifizierung
OLED ist ein organisches Elektrolumineszenzgerät, das aus relativ speziellen organischen Materialien besteht. Je nach Struktur kann es in vier Typen unterteilt werden, nämlich Einschichtgeräte, Doppelschichtgeräte, Dreischichtgeräte und Mehrschichtgeräte.
(1) Klassifizierung anhand der Gerätestruktur
- ein. Einschichtiges Gerät
Bei einem einschichtigen Gerät wird zwischen den positiven und negativen Elektroden des Geräts eine Schicht organischer Schicht eingefügt, die Licht emittieren kann. Die Struktur besteht aus Substrat/ITO/lichtemittierender Schicht/Kathode. Aufgrund des Ungleichgewichts bei der Injektion und dem Transport von Elektronen und Löchern sind bei dieser Struktur die Effizienz und Helligkeit des Geräts gering und die Stabilität des Geräts schlecht.
- b. Doppelschichtige Geräte
Doppelschichtgeräte basieren auf Einschichtgeräten. Auf beiden Seiten der Licht emittierenden Schicht werden Lochtransportschichten (HTL) oder Elektronentransportschichten (ETL) hinzugefügt, wodurch das Problem der unausgeglichenen Ladungsträgerinjektion in Einschichtgeräten überwunden und die Spannungs-Strom-Eigenschaften des Geräts verbessert werden, was die Lichtausbeute des Geräts verbessert.
- c. Dreischichtiges Gerät
Die am häufigsten verwendete Struktur ist die dreischichtige Gerätestruktur. Sie besteht aus Substrat/ITO/HTL/Licht emittierende Schicht/ETL/Kathode. Der Vorteil dieser Struktur besteht darin, dass Exzitonen in der Licht emittierenden Schicht eingeschlossen sind, wodurch die Effizienz des Geräts erhöht wird.
- d. Mehrschichtstruktur
Die Leistung der Mehrschichtstruktur ist eine relativ gute Struktur, die auf allen Ebenen eine gute Rolle spielen kann. Die Licht emittierende Schicht kann auch aus einer Mehrschichtstruktur bestehen, und da die Generatorschichten unabhängig voneinander sind, können sie separat optimiert werden. Daher kann diese Struktur die Rolle jeder organischen Schicht voll ausspielen, was die Flexibilität des Gerätedesigns erheblich verbessert.
(2) Klassifizierung nach Antriebsart
OLEDs werden je nach Antriebsmodus unterteilt, im Allgemeinen in zwei Typen: den aktiven Typ und den passiven Typ. Der aktive Typ ist im Allgemeinen ein aktiver Antrieb und der passive Typ ist ein passiver Antrieb. Im tatsächlichen Anwendungsprozess werden aktive Treiber hauptsächlich für hochauflösende Produkte verwendet, während passive Treiber hauptsächlich für Displays mit relativ kleinen Displaygrößen verwendet werden.
(3) Klassifizierung nach Werkstoffen
Die Materialien, aus denen OLEDs bestehen, sind hauptsächlich organisch. OLED-Materialien können nach der Art der organischen Stoffe klassifiziert werden. Zum einen handelt es sich um kleine Moleküle, zum anderen um Makromoleküle. Der Hauptunterschied zwischen den beiden Geräten liegt im Herstellungsprozess.
Bei Geräten mit kleinen Molekülen wird hauptsächlich das thermische Vakuumverdampfungsverfahren verwendet, und bei Polymergeräten kommt das Spin-Coating- oder Sprühdruckverfahren zum Einsatz.
3. OLED-Struktur
OLED-Geräte bestehen aus Substrat, Kathode, Anode, Lochinjektionsschicht (HIL), Elektroneninjektionsschicht (EIL), Lochtransportschicht (HTL), Elektronentransportschicht (ETL), Elektronensperrschicht (EBL), Lochsperrschicht (HBL), Lichtemittierungsschicht (EML) und weiteren Teilen.
Dabei stellt das Substrat die Grundlage des gesamten Geräts dar und alle Funktionsschichten müssen auf das Substrat des Geräts aufgedampft werden. Normalerweise wird als Substrat des Geräts Glas verwendet, wenn Sie jedoch ein biegsames, flexibles OLED-Gerät herstellen möchten, müssen Sie andere Materialien wie Kunststoff usw. verwenden.
4. OLED-Beleuchtungsprinzip
Der Lichtemissionsprozess von OLED-Geräten kann in folgende Schritte unterteilt werden: Injektion von Elektronen und Löchern, Transport von Elektronen und Löchern, Rekombination von Elektronen und Löchern und De-Anregung der OLED-Anzeige durch Lichtemission von Exzitonen. Im Einzelnen:
(1) Injektion von Elektronen und Löchern.
Die Elektronen in der Kathode und die Löcher in der Anode bewegen sich unter dem Einfluss der angelegten Antriebsspannung zur lichtemittierenden Schicht des Geräts. Wenn das Gerät eine Elektroneninjektionsschicht und eine Lochinjektionsschicht enthält, müssen die Elektronen und Löcher beim Übergang zur lichtemittierenden Schicht des Geräts zunächst die Energiebarriere zwischen der Kathode und der Elektroneninjektionsschicht sowie zwischen der Anode und der Lochinjektionsschicht überwinden und sich dann durch die Elektroneninjektionsschicht und die Lochinjektionsschicht zur Elektronentransportschicht und zur Lochtransportschicht des Geräts bewegen. Die Elektroneninjektionsschicht und die Lochinjektionsschicht können die Effizienz und Lebensdauer des Geräts erhöhen. Der Mechanismus der Elektroneninjektion in OLED-Geräten wird noch immer erforscht. Die am häufigsten verwendeten Mechanismen sind der Tunneleffekt und der Grenzflächendipolmechanismus.
(2) Transport von Elektronen und Löchern.
Angetrieben durch eine externe Antriebsspannung bewegen sich Elektronen von der Kathode und Löcher von der Anode jeweils zur Elektronentransportschicht und zur Lochtransportschicht des Geräts, und die Elektronentransportschicht und die Lochtransportschicht bewegen die Elektronen und Löcher jeweils zur Schnittstelle der Licht emittierenden Schicht des Geräts. Gleichzeitig blockieren die Elektronentransportschicht und die Lochtransportschicht die Löcher von der Anode und die Elektronen von der Kathode an der Schnittstelle der Licht emittierenden Schicht des Geräts, sodass die Elektronen und Löcher an der Schnittstelle der Licht emittierenden Schicht des Geräts blockiert sind. Die Löcher werden angesammelt.
(3) Rekombination von Elektronen und Löchern.
Wenn die Anzahl der Elektronen und Löcher an der Schnittstelle der Licht emittierenden Schicht des Geräts eine bestimmte Zahl erreicht, rekombinieren die Elektronen und Löcher und erzeugen Exzitonen in der Licht emittierenden Schicht.
(4) Abregungslicht von Exzitonen.
Die in der Licht emittierenden Schicht erzeugten Exzitonen aktivieren die organischen Moleküle in der Licht emittierenden Schicht des Geräts, was wiederum dazu führt, dass die Elektronen in der äußersten Schicht der organischen Moleküle vom Grundzustand in den angeregten Zustand übergehen. Da die Elektronen im angeregten Zustand extrem instabil sind, bewegen sie sich in den Grundzustand. Während des Übergangs wird Energie in Form von Licht freigesetzt und das Gerät emittiert Licht.
5. Funktionen von OLED
Der Grund für die breite Anwendung der OLED-Technologie liegt darin, dass sie im Vergleich zu anderen Technologien folgende Vorteile bietet:
(1) Niedriger Stromverbrauch
Im Vergleich zu LCD benötigt OLED keine Hintergrundbeleuchtung, die bei LCD einen relativ hohen Energiebedarf hat, daher ist OLED energieeffizienter.
Beispielsweise beträgt der Stromverbrauch eines 24-Zoll-AMOLED-Moduls lediglich 440 mW, während ein 24-Zoll-Polysilizium-LCD-Modul 605 mW erreicht.
(2) Schnelle Reaktionsgeschwindigkeit
Im Vergleich zu anderen Technologien weist die OLED-Technologie eine schnelle Reaktionsgeschwindigkeit auf, die bis in den Mikrosekundenbereich reichen kann. Durch die höhere Reaktionsgeschwindigkeit werden bessere bewegte Bilder erzielt.
Einer entsprechenden Datenanalyse zufolge ist seine Reaktionsgeschwindigkeit etwa 1000-mal so hoch wie die von Flüssigkristallanzeigen.
(3) Weiter Betrachtungswinkel
Da OLEDs im Vergleich zu anderen Displays aktiv Licht emittieren, wird das Bild in einem großen Betrachtungswinkelbereich nicht verzerrt. Der vertikale und horizontale Betrachtungswinkel übersteigt 170 Grad.
(4) Möglichkeit zur Anzeige hoher Auflösung
Die meisten hochauflösenden OLED-Displays verwenden eine Aktivmatrix oder AMOLED, deren Leuchtschicht 260.000 echte Farben mit hoher Auflösung absorbieren kann, und mit der Entwicklung von Wissenschaft und Technologie wird ihre Auflösung in Zukunft noch weiter verbessert. Große Förderung.
(5) Breiter Temperaturbereich
Im Vergleich zu LCDs können OLEDs in einem großen Temperaturbereich eingesetzt werden. Laut einschlägiger technischer Analyse kann die Temperatur normal zwischen -40 und 80 Grad Celsius liegen. Auf diese Weise können geografische Einschränkungen verringert werden und OLEDs können normal in extrem kalten Regionen eingesetzt werden.
(6) OLED kann einen weichen Bildschirm realisieren
OLEDs können auf verschiedenen flexiblen Trägermaterialien wie Kunststoffen und Harzen hergestellt werden. Die organische Schicht wird auf das Kunststoffsubstrat aufgedampft oder beschichtet, um einen weichen Bildschirm zu realisieren.
(7) Die Qualität der fertigen OLED ist relativ gering
Im Vergleich zu anderen Produkten ist die Qualität von OLED relativ gering, die Dicke ist im Vergleich zu LCD relativ gering, der seismische Koeffizient ist höher und es kann sich an raue Umgebungen wie höhere Beschleunigung und Vibration anpassen.
6. Faktoren, die die Lebensdauer von OLEDs beeinflussen
Es gibt viele Faktoren, die die Lebensdauer von OLED-Geräten beeinflussen.
Nach den Faktoren, die auf OLED-Geräte einwirken, können die Einflussfaktoren in interne und externe Faktoren unterteilt werden.
Dabei bedeutet eine interne Ursache, dass die Verkürzung der Lebensdauer des Geräts durch nicht externe Faktoren wie das Material oder die Struktur des Geräts selbst verursacht wird, und eine externe Ursache bedeutet, dass die Verkürzung der Lebensdauer des Geräts durch externe Faktoren in der Umgebung verursacht wird, in der sich das Gerät befindet.
7. Anwendungsgebiete und Zukunft von OLED
Aufgrund der vielen Vorteile von OLED hat die OLED-Technologie ein breiteres Anwendungsspektrum als die LCD-Technologie und kann auf die Bereiche elektronische Produkte, kommerzielle Bereiche, Transport, industrielle Steuerung und Medizin ausgeweitet werden. Darüber hinaus haben in den letzten Jahren große internationale Unternehmen die Forschung zur OLED-Technologie kontinuierlich verstärkt und die OLED-Technologie wird weiter verbessert.
(1) Im kommerziellen Bereich
Kleine OLED-Bildschirme können in POS-Geräten, Kopierern und Geldautomaten installiert werden. Aufgrund der Eigenschaften von OLED-Bildschirmen wie Biegsamkeit, Leichtigkeit und Dünnheit sowie starker Anti-Aging-Leistung sind sie sowohl schön als auch praktisch. Große Bildschirme können als Bildschirme zur Geschäftsförderung sowie als Werbebildschirme in Bahnhöfen und Flughäfen verwendet werden. Dies liegt daran, dass OLED-Bildschirme weite Betrachtungswinkel, hohe Helligkeit und leuchtende Farben haben und ihre visuellen Effekte viel besser sind als bei LCD-Bildschirmen.
(2). Im Bereich der elektronischen Produkte
OLED wird am häufigsten in Smartphones verwendet, gefolgt von Notebooks, Bildschirmen, Fernsehgeräten, Flachbildschirmen, Digitalkameras und anderen Bereichen. Da OLED-Displays intensivere Farben haben und die Farbe angepasst werden kann (verschiedene Anzeigemodi), werden sie in praktischen Anwendungen sehr häufig verwendet, insbesondere in den heutigen gebogenen Fernsehern, die von der Masse sehr gelobt werden.
(3). Im Bereich der VR-Technologie
LCD-Bildschirme haben beim Betrachten von VR-Geräten sehr starke Schlieren, aber OLED-Bildschirme können das deutlich lindern. Dies liegt daran, dass OLED-Bildschirme Lichtmoleküle zum Leuchten bringen, während Flüssigkristalle durch Licht fließen. Daher haben OLED-Bildschirme 2016 LCD-Bildschirme offiziell überholt und wurden zum neuen Liebling der Mobiltelefonbranche.
(4) Im Transportbereich
OLEDs werden hauptsächlich für Schiffe, Flugzeuginstrumente, GPS, Videotelefone, Autodisplays usw. verwendet und sind hauptsächlich klein. In diesen Bereichen liegt der Schwerpunkt hauptsächlich auf der Weitwinkelleistung von OLEDs, die auch dann klar sein kann, wenn Sie nicht direkt hinschauen. Wenn Sie den Inhalt des Bildschirms sehen, funktioniert das LCD nicht.
(5) Im industriellen Bereich
Die Industrie meines Landes entwickelt sich in Richtung Automatisierung und Intelligenz, und es werden immer mehr intelligente Betriebssysteme eingeführt, was zu einem höheren Bedarf an Bildschirmen führt. Ob Touchscreen-Display oder Anzeigedisplay, der Anwendungsbereich von OLED ist breiter als der von LCD.
(6) Im medizinischen Bereich
Die medizinische Diagnose und die Überwachung von Operationen sind untrennbar mit dem Bildschirm verbunden. Um die Anforderungen an die Weitwinkelansicht medizinischer Displays zu erfüllen, sind OLED-Bildschirme die „einzige Wahl“.
Es ist ersichtlich, dass der Entwicklungsspielraum für OLED-Displays sehr groß und das Marktpotenzial riesig ist. Im Vergleich zu LCD-Bildschirmen ist die OLED-Herstellungstechnologie jedoch noch nicht ausgereift genug. Aufgrund der geringen Massenproduktionsrate und der hohen Kosten werden nur einige High-End-Geräte auf dem Markt hochwertige OLED-Bildschirme verwenden.
Den Daten aus dem ersten Halbjahr 2017 zufolge haben jedoch verschiedene Hersteller ihre Investitionen in die OLED-Technologieforschung erhöht, und in vielen Mittelklasse-Elektronikprodukten in meinem Land werden OLED-Displays verwendet. Aus Sicht der Mobiltelefonbranche ist der Anteil der OLED-Bildschirmanwendungen seit 2015 von Jahr zu Jahr gestiegen.
Obwohl es noch nicht so viele LCD-Produkte gibt, sind in High-End-Smartphones die modernsten OLED-Bildschirme verbaut. Daher wird die Entwicklung von elektronischen Produkten wie Smartphones zwangsläufig die Entwicklung von OLED weiter vorantreiben.
Endlich
Wie bereits erwähnt, können mit OLED flexible und transparente Displays hergestellt werden. Für Verbraucher ist das ziemlich spannend, denn es eröffnet eine ganze Welt an Möglichkeiten:
● Gebogenes OLED-Display auf einer unebenen Oberfläche
● Tragbares OLED
● Mit faltbaren OLEDs und scrollbaren OLEDs lassen sich neue mobile Geräte entwickeln.
● Transparente OLEDs, eingebettet in Fenster oder Autowindschutzscheiben
Es gibt noch mehr, die wir uns nicht vorstellen können …
Lassen Sie uns gemeinsam die OLED-Technologie nutzen ！