12.4.3. Органикалық жарық диодтарын алу технологиясы
OLED және PLED технологияларының негізгі айырмашылықтары - түрлі қондырғылар жұмыстарының параметрлерін анықтайтын жарық сәулелендіру материалдарының көп қабатты құрылымдар қасиеттері мен түсіру әдістерінде (тиімділік және жұмыс ресурстары; қарама-қарсылық; түс беру және шешу; бұйымдардың габаритті өлшемі және т.с.с.). OLED технологиясы бойынша материалдар қабаттарын тұндыру үшін VTE (VacuumThermalEvaporation) вакуумдық-термиялық булану әдісі қолданылады.
Мысалы, жоғары энергиялы шығыс металы, 12.17-суретте көрсетілгендей, төсемге анод 2 ретінде тұнады. 3 жұқа қабаты (HIL — HoleInjectionLayer) төменгі энергетикалық барьер арқылы кемтіктер инжекциясын қамтамасыз етеді (5эВ кем емес). Содан соң оған кемтіктерді тасымалдауға қызмет ететін қабат 4 тұндырылады (HTL — HoleTransportLayer). Оның үстіне эмиттер қабаты 4 түзіледі (EML — EmissiveLayer). 6 және 7 қабаттары тасымалдауды (ETL — ElectronTransportLayer) және электрондарды инжектрлендіруді(EIL — ElectronInjectionLayer) қамтамасыз етеді. 8 қабат катод болады.
1-кремний төсемі, 2-анод қабаты, 3-инжектрлейтін қабат, 4-кемтіктер транспортировкасының қабаты, 5-эмиссиялық материал қабаты, 6-электрондар транспортировкасының қабаты, 7- электрондарды инжектрлейтін қабат, 8-катод қабаты, 9-мөлдір қабат
12.17 сурет. Кремний төсемі негізіндегі органикалық жарық диод құрылысы
Қажет етілетін түс түстік сүзгіштерді қолдану есебінен қамтамасыз етіледі. Материалдар қабаттарын тұндыру үшін OLED технологисы бойынша және полимер материалдар органикалық ерітінділерде ериді, ал содан кейін сұйық түрде арнайы бүркігіш «принтер» көмегімен жағылады. PLED құрылымы 12.18-суретте көрсетілген.
12.18 сурет. Полимерлі жарықдиодтың құрылымы
12.1 кесте. OLED‑ и PLED құрылымдардың кейбір салыстыру сипаттамалары
Мөлдір ыңғайлы төсемге анод қабықшасын және содан соң HIL кемтіктерді инжекторлау негізі болатын полимер қабықшасын жағады. Одан әрі өткізгіштік аумағы түбінің едәуір төмен жағдайындағы EIL электрондар инжекторы болатын 2 қабатты тұндырады. Материалдар қалыңдығы мен электрлік сипаттамасы сәйкесті қабаттардағы электрондар мен кемтіктердің қабаттар байланысы шекаралары бойымен жиналатынындай іріктелген, осында олардың фотондар генерациясымен рекомбинациясы жүреді. 1 қабат катод болады. 12.1-кестеде OLED‑ и PLED құрылымдардың кейбір салыстыру сипаттамалары көрсетілген. Кестеде көрсетлгендей, қазіргі кезде OLED -құрылымдары PLED –құрылымдарынан сәулелену өлшемдері жиынтығы бойынша асып түседі. Алайда OLED‑технологиясы PLED‑технологиясынан үлкен өлшемді дисплей құруға мүмкіндік бермейді.
OLED‑құрылымдар түрлері. Қазіргі уақытта ОLED‑құрылымдарының бірнеше түрлері бар:
1) пассивті-матрицалы (ПМ) (Passive‑MatrixOLED, PMOLED). Кескін элементтері (пиксельдер) диодты құрылымдар түзеді. Сәулелену генерациясы үшін токтың жолаққа берілуі сияқты, матрица бағанына да қажет. PMOLED негізінде (2...3) ұялы телефондарда, қалталы компьютерлерде және МР3‑плеерлерде ақпараттардың бейнеленуі үшін кіші өлшемдер құрылымдары 5000 сағаттан кем емес үздіксіз жұмыс жасау мерзімімен орындалады. Алайда PMOLED үлкен диагональды және жоғары шешімді экрандар құру үшін жарамсыз;
2) белсенді-матрицалы (AM) (Active‑MatrixOLED, AMOLED)— пассивті-матрицалы құрылымдар аналогы, бірақ олардағы пиксел диодқа келетін энергия мөлшерін бақылайтын диод пен жұқа қабықшалы алаң транзисторынан (TFT) тұрады. Пассивті-матрицалы диодтарға қарағанда аз пайдаланылатын қуат және деректерді едәуір жоғары жиілікте жаңарту үлкен ТВ-экрандарын, портативтік қондырғылар дисплейлерін, мониторлар, электрондық ақпараттық және жарнамалық табло құру үшін AMOLED пайдалануға мүмкіндік береді;
3) мөлдір катодты OLED-құрылымдары немесе мөлдір диодтар (Transparent OLED, TOLED). Бұл PMOLED болуы да, сонымен бірге AMOLED0 құрылымдары да болуы мүмкін.
Жұқа мөлдір шыны немесе пластмасса төсемдердегі мөлдір органикалық жарық диодтары оптикалық диапазон сәулелерін, жоғары және төменгі, сонымен бірге екі сыртқы беттері диапазон сәулелерін түрлендіруге мүмкіндік береді. Жұмыс жасамаған кезде панельдер мөлдір болады. TOLED көзілдірік әйнектерінде, бас киім дисплейлерінде, автомобиль, самолеттердің алдыңғы әйнектерінде және т.б. болады;
4)жинақтық OLED-құрылымдар (stacked OLED, SOLED). Олардың түзілу ерекшелігі субпикселдердің вертикаль орналасуы болып табылады. Түс берудің сәулелену жиілігін және сұр түс шкаласын тәуелсіз реттеу арқасында OLED жиынтық құрылымдары жоғары шешімді толық түсті экрандар құруға мүмкіндік береді;
5) иілмелі OLED-құрылымдар (Foldable0flexible OLED — FOLED) иілімді металл қағазда, сонымен бірге пластмасса үстінде түзіле алады. Иілмелі OLED дисплейлер құтқару қызметі және әскери адамдар үшін тігілетін киім маталарына кіргізіледі. Аранйы киімге фондық кескін беру кезінде (ғимарат қабырғасы, жергілікті жер бедері және т.б.) адам фонмен бірге ұласып «көрінбейтін» болады;
6) UniversalDisplayCorp (UDC) компаниясы жасақтаған фосфоресцирленген OLED-құрылымдар (phosphorescent OLED — PHOLED). Бұл құрылымдарда кемтіктерді және электрондарды тасымалдау қабаттары полимерде фосфоресцирленген төмен молекулалы материалдың еруі негізінде орындалған. PHOLED фосфоресценциялау арқасында теориялық негізде жарықтық сәулелендіруге іс жүзінде 100% тұтынатын энергияны айналдыра алады (кәдімгі органикалық жарық диодтары - 23%), бұл тұтынатын қуаттың едәуір азаюына, жылу шығынының қысқаруына және сәйкесті үлкен өлшемді матрицалар алуға әкеледі. PHOLED сонымен бірге аморфте немесе жартылай кремнийде TFT-мен AMOLED дайындау үшін жарамды. Қабаттар төсемдерде бүркігіш баспа көмегімен органикалық бумен түзіледі (OrganicVaporPhaseDeposition — OVPD): органикалық материал булары микроскопиялық ағындар арқылы өтеді, олар төсемде қажетті суретті құрайтын коллимирленген газ шоғырын құрайды. PHOLED және TOLED технологиялары негізінде ауа райы және жарықтандыру жағдайларына байланысты не өзбетімен күндізгі жарық бере алатын, не оны өткізе алатын терезелер жасақталады. 2008 жылдың соңғы сауда рейтенгісі бойынша AMOLED сату көлемі PMOLED артып түсті. Қазіргі кезде бұл қызмет саласында екі компания алда келеді — ұялы телефондар үшін дисплей шығаратын SamsungSDI және теледидар өндірісін қалыпқа келтіруші Sony.
Sony фирмасы 960x540 пиксель шешімді және небәрі 25 Вт тұтыну қуаты негізінде экран қарама-қарсылығы 106:1-ге дейін SonyXEL-l-П сериялы теледидарларын шығарады. Матрица қалыңдығы 3 мм-ге жуық. Алдағы уақытта 2009 жылдың қаңтарында Лас-Вегаста CES (ConsumerElectronicsShow — CES) электроника көрмесінде көрсетілген 21” экранды OLED-теледидарын саудаға түсіру жоспарлануда. 2008 жылдың ортасында CeBIT-2008 электроника көрмесінде Samsung компаниясы қалыңдығы 4,3 мм диагоналі 31” OLED-дисплей ұсынды.