OLED !

• 13Ovo se svidja korisnicima: Ričard, knell, dr_Bora, NIx Car, Taxista, Kentaurus, mcrule, hazmaju, Dr SiGn, Rogi, Inovator25, Brano, DzoniB
  
  Registruj se da bi pohvalio/la poruku!

[0] INTRO




U skorije vreme često čujemo termine poput OLED, AMOLED, kao tehnologije koje se koriste kod novih televizora, mobilnih telefona, tablet uređaja i drugo. U ovom članku će biti opisana tehnička strana OLED tehnologije, kao i njenih vrsta i tipova, a u par navrata i poređenja sa LED i LCD tehnologijama. Na kraju članka biće opisane prednosti i mane pomenute tehnologije.




[1] Šta je OLED?




OLED (organic light emitting diode) se pravi od organskih (ugljeničnih) materijala koji emituju svetlost kada struja teče kroz njih. OLED ekrani ne zahtevaju filtere za promenu boja (kao, na primer, LCD ekrani), te su stoga mnogo tanji, efikasniji i jednostavniji za izradu. OLED ekrani imaju visok kvalitet slike:
– izuzetan prikaz boje,
– jako mali odziv,
– i širok ugao gledanja.

U suštini, to su kompozitni uređaji koji se sastoje od tankih filmova organskih molekula, između dve transparentne elektrode, koji stvaraju svetlo uz primenu električne energije. Organski proces korišćen kod OLED-a, naziva se elektrofosforescencija i predstavlja biološki fenomen koji je poznat vekovima unazad, ali zbog nerazumevanja procesa i ograničenja tehnologije, proizvodnja počinje tek u poslednjoj dekadi. OLED ekrani mogu da obezbede svetliju sliku, jasniji prikaz boja na ekranu, a da pri tom koriste manje energije nego konvencionalni ekrani sa svetlosnim diodama (LED) ili od ekrana sa tečnim kristalima (LCD), koji su danas u masovnoj upotrebi.




[2] Od čega se sastoji OLED



Kao i LED, OLED je poluprovodnički uređaj debeo od 100 do 500 nanometara. OLED mogu imati dva ili tri sloja organskog materijala. U novijem dizajnu, treći sloj potpomaže emisiju elektrona iz katode. Samu strukturu OLED ćemo najlakše shvatiti sa slike:




Slika1: Sastavni delovi


Vidimo da se piksel sastoji od pet osnovnih elemenata:

1. Anoda (providna) - anoda uklanja elektrone („vraća“ šupljine) kada struja teče kroz aparat.

2. Provodni sloj - Ovaj sloj je napravljen od organske plastike. Taj sloj služi za transport šupljina od anode. Jedan od polimera koji se koriste u OLED-u je polyaniline.

3. Emisioni sloj - Ovaj sloj je takođe napravljen od organske plastike (drugačija je od plastika upotrebljenih u Provodnom sloju). Omogućava da se uopšte odvija transport elektrona sa katode na anodu. To je sloj gde nastaje svetlost, zato ima najveću važnost. Jedan od polimera koji se koriste je polyfluorene.

4. Katoda - može biti providna, ali nije obavezno (što zavisi od tipa OLED-a ) služi za ubrizgavanje elektrona kada struja teče kroz matricu.

5. Substrat - Zaštitni sloj.




[3] Princip rada OLED-a




OLED emituje svetlost slično kao i LED i to je već pomenuti proces elektroluminiscencije. Proces sam po sebi nije toliko komplikovan, i najbolje će se razumeti sa sledeće slike:




Slika2: Princip rada


Kada se uređaj priključi na napon, nije bitno da li je to napon iz stalnog izvora ili pak iz baterije (čime će se napajati zavisi od veličine ekrana, namene i potreba).

Kada je uređaj pod naponom, električna struja poteče od katode do anode preko organskih slojeva. Katoda emituje elektrone koji moraju da prođu kroz organske slojeve.

Anoda privlači elektrone iz provodnog sloja. Odnosno, ekvivalentno tome, emituje šupljine u njega. Na granici između emisionog i provodnog sloja, elektroni će naići na šupljine. Kada elektron „nađe“ šupljinu dolazi do popunjavanja, jednostavno rečeno. Kada se to desi, elektron emituje energiju u obliku fotona. OLED tada emituje svetlost.

Boja svetlosti zavisi od vrste organskih molekula u emisionom sloju. Proizvođači ugrađuju nekoliko vrsta organskih filmova na istom OLED pa se time postiže prikaz različitih boja.
Intenzitet osvetljenosti ili svetla zavisi od intenziteta električne struje koja je primenjena. Što je viši intenzitet struje, to je svetlost jača, sto je i logično, pošto imamo više elektrona koji emituju svetlost.




[4] Vrste i tipovi OLED-a




U principu, po konstrukciji, OLED ekrani se mogu podeliti u dve grupe:

I OLED sa pasivnom matricom
II OLED sa aktivnom matricom


Isto tako podelu možemo napraviti i prema vrsti tehnologije:

a) Providni OLED
b) Top-emitting OLED
c) Savitljivi OLED
d) Beli OLED

Svaka pomenuta vrsta ima različite upotrebe u praksi i nisu sve jednako zastupljene u upotrebi.



[ I ] OLED sa pasivnom matricom (PMOLED - Passive-Matrix OLED)


PMOLED su trake katoda, organskih slojeva i trake anoda, odnosno rešetkasta struktura vodova od kojih su napravljene katode i anode. Anodne trake (vodovi) su raspoređene pod uglom od 90 stepeni u odnosu na katodne trake. Ukrštanja katodnih i anodnih vodova, čine jedan piksel, odnosno mesto gde nastaje svetlost. Mikroprocesor određuje kroz koji vod će teći struja i kada (prekidačka logika uključuje i isključuje potrebne vodove), tako da možemo da pobudimo tačno određeno mesto, u zavisnosti od željenih potreba. Serijom ovakvih pobuda dobijamo ukupnu sliku. Struja pobude može da menja intenzitet, pa time neki piksel može da svetli jasnije ili manje, takođe u zavisnosti od potreba. Prikaz same strukture pasivne matrice možemo videti na slici:




Slika3: Struktura pasivne matrice



Karakteristike PMOLED-a:


-- lako se izrađuje,

-- troši više energije od drugih tipova OLED-a (uglavnom zbog snage potrebne za napajanje spoljnih elektronskih kola).

-- PMOLED su najefikasniji za tekst i najprikladniji za male ekrane ( 2-3 inča), kao što su oni koji se mogu naći u mobilnim telefonima, PDA uređajima, MP3 plejerima i sličnim uređajima.

[ ! ] Čak i sa tolikom potrošnjom, OLED sa pasivnom matricom ima manju potrošnju od LCD ekrana, koji su danas standard !



[ II ] OLED sa aktivnom matricom (AMOLED - Active-Matrix OLED)


AMOLED imaju monolitnu katodu, odnosno ceo jedan sloj je katoda i ona prekriva ceo ekran. Slojevi organskih molekula i anoda su raspoređeni u raster. Anoda nije direktno vezana za pobudu nego preko tankoslojnih tranzistora (TFT ) koji formiraju matricu. Ovo su u stvari brzi prekidački tranzistori i njihova funkcija je dovođenje pobude na tačno određene anode. Time se dobija efekat kao i kod pasivne matrice i njenih katoda – anoda spojeva. Odnosno, možese proizvesti svetlost na tačno određenim tačkama. Sami tranzistori kreiraju matricu. Sam princip rada se jasno vidi sa slike:




Slika4: Struktura aktivne matrice


Karakteristike AMOLED-a:

-- predstavlja manjeg potrošača od PMOLED-a, jer za rad TFT matrice je potrebano manje energije (nego za spoljna prekidačka kola, kao kod pasivne matrice).

-- AMOLED ima dosta brži odziv pa je pogodan za video prikaz ili za prikaz nekog drugog dinamičkog sadržaja. Najviše se koristi za izradu računarskih monitora i televizora sa velikom dijagonalom ekrana.



[A] Providni OLED


Providni OLED sadrži samo transparentne komponente (podlogu, katodu i anodu), i kada je isključen, propušta i do 85% svetlosti kroz sebe. Kada je providan OLED ekran uključen, on dozvoljava svetlosti da prođe u oba smera. Providni OLED ekran može da bude izrađen kao aktivna ili pasivna matrice u zavisnosti od namena i potreba uređaja.




Slika5: Struktura providnog OLED ekrana




[B} Top-emitting OLED


Top-emitting OLED-i imaju podlogu koja je ili neprozirna ili reflektujuća. Najpogodnije je da se izrađuju kao aktivna matrica. Najčešća primena (za sada) je u SMART karticama.




Slika6: Struktura top-emitting OLED ekrana



[C] Savitljivi OLED


Savitljivi OLED koristi podlogu od veoma fleksibilne metalne folije ili plastike. Savitljivi OLED je veoma lak i izdržljiv, pa su mogućnosti primene mnogostruke. Glavna primena ove tehnologije je trenutno u uređajima kao što su mobilni telefoni i PDA uređaji, gde mogu da smanje stepen lomova i pucanja ekrana, a to čini najveći stepen otkaza tih uređaja.

Potencijalno, savitljivi OLED ekrani mogu biti inkorporirani na tkaninu i tako potpomognu stvaranje „pametne“ odeće, onda integracija ekrana u narukvice za najrazličitije namene, od telefona do modernih modnih detalja i slično.



[D] Beli OLED



Beli OLED emituje belu svetlost koja je svetlija, više uniformnu i znatno je energetski efikasniji od materijala koji emituju fluorescentno svetlo. Beli OLED može da emituje svetlo u celom spektru što ga čini znatno „čistijim“ od fluorescentnog svetla. OLED se može izrađivati u velikim tablama i mogu imati veliku površinu tako da oni mogu zameniti fluorescentno svetlo koje se trenutno koristi u domovima i zgradama. Njihova upotreba može (potencijalno gledano) smanjiti troškove energije koja trenutno odlazi na rasvetu.




[5] Prednosti OLED tehnologije




LCD je trenutno prvi izbor u malim uređajima, a takođe je dosta popularan i u ekranima za velike televizore. LED ima najznačajniju primenu u digitalnim satovima i drugim elektronskim uređajima. Ipak, OLED nudi mnoge prednosti u odnosu na oba LCD i LED ekrane. Recimo da su neki od njih:


+ Plastični, organski slojevi OLED su tanji, lakši i fleksibilniji nego kristalni slojevi u LED ili LCD.

+ Budući da je emiterski sloj OLED znatno tanji i lakši, podloga može biti fleksibilna umesto krute, kao kod LED tehnologije. OLED podloge mogu biti od plastike umesto stakla koje se koristi za LED i LCD ekrane.

+ OLED su sjajniji od LED dioda. Budući da organski slojevi OLED mogu biti znatno tanji od odgovarajućih neorganskih kristalnih slojeva LED-a, provodni i emisioni sloj OLED-a može biti višeslojan. Takođe, LED i LCD zahtevaju za osnovu staklo, koje takođe služi i kao apsorbens određenih talasnih dužina svetlosti. OLED nema potrebu za staklom.

+ Zbog svoje prirode nastanka svetlosti OLED ne zahtevaju pozadinsko osvetljenje kao LCD. Na LCD-u se mora selektivno blokirati deo pozadinskog osvetljenja kako bi se uopšte kreirala slika, pošto OLED stvara svoju svetlost za ovim nema potrebe, samim tim što ne koriste pozadinsko svetlo OLED troši znatno manja energije nego LED, pošto na pozadinsko osvetljenje odlazi najveći deo potrošnje. OLED se lakše proizvoditi i mogu biti većih dimenzija

+ OLED imaju široke uglove gledanja, oko 170 stepeni. Budući da LCD ekrani rade tako što blokiraju svetlost, uglovi gledanja su manji.

+ OLED se jako lako proizvodi, pošto su oni u osnovi plastični materijali. Takođe se mogu proizvoditi u jako velikim dimenzijama, što je još jedno ograničenje LCD-a.



[6] Mane OLED tehnologije


Iako se čini da je OLED savršena tehnologija za sve vrste ekrana, on ipak ima i neke nedostatke. Recimo da su neki glavni:

– Životni vek - dok crveni i zeleni OLED slojevi imaju jako dug životni vek ( 46.000 do 230.000 radnih sati ), plavi sloj trenutno ima dosta kraće vreme trajanja ( do oko 14.000 radnih sati ).

– Proizvodnja - proizvodni proces je još uvek skup, ali vremenom kada se masovno ovlada tehnologijom ovo neće više biti nedostatak.

– Voda - kao i svaka druga tečnost, voda može lako oštetiti OLED, pošto on praktično nema nikakvu zaštitu.




[7] Budućnost OLED tehnologije / OUTRO




Trenutno, OLED je našao primenu u ekranima male dijagonale kao što su ekrani za mobilne telefone, PDA uređajima i digitalnim fotoaparatima. Ali sve je više velikih korporacija koje se bave proizvodnjom konzumentske elektronike izlazi na tržište sa računarskim monitorima ili televizorima koji koriste ovu tehnologiju.

Istraživanja i razvoja u oblasti OLED-a se brzo odvijaju (prvenstveno zbog potencijalno dobrog tržišnog prolaska) i može dovesti do toga da OLED vrlo brzo vidimo u upotrebi i u auto industiji (odnosno ekrani u automobilima), reklamnim panoima, i raznim drugim kućnim i kancelarijskim uređajima.

Verovatno će zameniti svuda LCD tehnologiju, jer OLED ima mnogostruko brže osveženje nego LCD - skoro 1.000 puta brže. Praktično uređaj sa OLED ekranom bi mogao da prikazane informacije promeni u gotovo u realnom vremenu.

Takođe pojam časopisa i štampe može korenito da promeni primena ove tehnologije jer sada možemo da imamo novine od OLED-a koje su savitljive i posle čitanja jednostavno se spakuju ili saviju i smeste u ranac ili torbu. Naravno ovo su samo neke od potencijalnih primena, njih ima onoliko koliko to ljudski um može da smisli, a sama tehnoloja nema toliko ograničenja da to sputava.


====================================================================
CREDITS: SIMKE, simke i samo simke
====================================================================

• 4Ovo se svidja korisnicima: mcrule, ThePhilosopher, Dr SiGn, hazmaju
  
  Registruj se da bi pohvalio/la poruku!

U poslednje vreme razvoj tehnologije OLED-a je krenuo u jednom malo drugacijem pravcu, a to je maksimalna energetska efiksasnost. Na prvom mestu je problem bio kod "klasicnih" fluriscentnih materijala, mali stepen korisnog dejstva, on je na granici 25% ( to vec spada u domen kvantne mehanike zasto je to tako ), ali sadasnja tehnologija koja se razvija, fosforescenti OLED, omogucava emitovanje fotona i iz spinskih tripleta ( koji cine 75% kombinacija ), a emisija je bila nemoguce stanje u molekulima sa fluoriscentim svojstvima. Tako se, teorijski, iskoriscenje gotovo dovodi do maksimuma i oko 4x vise nego nego kod fluoriscentih OLED-a.

Ovom metodom je postignuto osvetljenje od 50-tak lm/w ( "obicna" sijalica sa uzarenim vlaknom od 100W ima negde oko 14 ) pri potrosnji od oko par desetina W po kvadratnom metru. Onda je jasno kolika je usteda i kolika je energetska efikasnost, ka kojoj svi tezimo. Proizvodnja ovog tipa OLED-a je cak jeftinija nego fluoriscentnog ( kada se ovlada tehnologijom ) i prvo sto mi pada na pamet su zidovi koji svetle , nema sijalica u kuci, nista, samo zidovi koji emituju svetlost , jos plus sto beli OLED emituje svetlost uniformno na svim talasnim duzinama, pa nema one prividne hladnoce kakvu imamo kod obicnih stedljivih sijalica ...

Takodje ova nova tehnologija je nesto bolja za plavu boji i njen zivotni vek, sada je oko 20k sati, sto je mizerno u poredjenju sa zelenom recimo, koja je vec izasla na 1.4M sati , crvena nesto malo ispod 1M.