Polymer light emitting diodes -pled

POLYMER LIGHT EMITTING DIODES -PLED

Una dintre cele mai spectaculoase dezvoltari in industria dispozitivelor si echipamentelor de afisare a fost initiata de descoperirea realizata in 1985 la Cambridge University (Cavendish Laboratory) a dispozitivelor de afisare PLED - diode electroluminiscente bazate pe polymeri.

Primul PLED a constat dintr-un material polimer (polyphenylene vinylene - PPV) care intr-o structura de sandwich ce cuprinde doi electrozi polarizati a emis lumina de culoare galben-verde. Eficienta scazuta a emisiei a fost imbunatatita in timp. Mai mult, in scurt timp s-au descoperit noi materiale polimerizate care sa aiba aceste proprietati, astfel incat astazi se poate emite radiatie pe acest principiu in aproape tot spectrul vizibil.

Principalul avantaj al PLED-urilor comparativ cu LCD: emite lumina.

Dintre alte avantaje pot fi enumerate:

un afisor cu PLED este obtinut prin depunerea unui material de tip polimer pe un suport de plastic sau sticla si nu implica astfel alte elemente aditionale cum ar fi surse de lumina, filtre sau polarizatoare;

utilizand tehnologia PLED se pot creea display-uri extrem de subtiri, ce pot opera la tensiuni scazute, fiind astfel mici consumatoare de energie;

afisoarele PLED pot fi modelate pe aproape orice suprafete, fiind flexibile (in timp ce afisoarele LCD-urile sunt plane)

unghiul de vizualizare este foarte apropiat de 180o;

timpul de raspuns este foarte scazut, chiar si la temperaturi scazute, ceea ce le face potrivite pentru afisari dinamice, in spatiu deschis, chiar si in conditii de iarna;

in cele mai multe aplicatii, timpul de viata (timpul dupa care luminanta scade la jumatate din cea initiala) poate depasi 10.000 ore;

constructia/producerea este simpla, cu costuri scazute.

Structura unui PLED este prezentata in figura 4.1 si consta din:

- un electrod transparent realizat de obicei din ITO (Indiu - Cositor - Oxide);

- un strat de polimer cu o grosime de maxim 100nm.

- un electrod metalic.

Principiul de functionare

- un film polimeric este dispus ca un sandwich intre doi electrozi metalici (A si K);

- intreaga structura se monteaza pe un suport transparent (sticla sau plastic);

- o sarcina electrica este injectata de catre cei doi electrozi: electronii de la catod si golurile de la anod;

- in polimer, golurile si electronii se recombina datorita interactiunii electrostatice;

- in timpul recombinarii se degaja energie sub forma de radiatie luminoasa a carei frecventa (culoare) depinde de distanta energetica dintre banda de conductie si cea de valenta, specifica materialului (polimerului) utilizat.

Organic led (OLED)

Dioda OLED (organic light-emitting diode) este un caz particular al afisorului de tip PLED, a fost descoperita in 1985 si reprezinta un tip de PLED in care materialul ce furnizeaza lumina este un material organic (in cazul cel mai general - molecule pe baza de carbon).

In principiu, structura unei celule OLED, prezentata in figura 4.2 este tot de tip sandwich: un strat subtire de material organic aflat intre un anod conductor transparent si un catod metalic.

Stratul de material organic este la randul lui format din:

- un strat ce genereaza electroni (electrono-emisiv);

- un strat conductor (pentru transport) electroni;

- un strat conductor (pentru transport) goluri;

- un strat ce genereaza goluri

Cand unei structuri cum este cea din figura 4.2 i se aplica o diferenta de potential, electronii si golurile se deplaseaza similar ca in tranzistoare, recombinandu-se. In urma recombinarii se emite lumina. Culoarea este data de diferenta de energie dintre nivele energetice ale electronului inainte si dupa recombinare. Cu cat este mai mare aceasta diferenta cu atat radiatia emisa se apropie de culoarea albastra si se departeaza de cea rosie.

Comanda diferentei de potential aplicata electrozilor se face similar ca la monitoarele LCD, fie cu matrice pasiva fie cu matrice activa (folosind tranzistoare de comanda).

Spre deosebire de monitoarele LCD, afisarea cu OLED-uri nu mai prezinta inconvenientul unui unghi de vizionare redus si consuma mult mai putina energie. De asemenea, defectele sunt mult mai putin remarcabile, un pixel defect fiind de culoare neagra (mai putin observabila decat culoarea alba, verde sau rosie - cazurile frecvente ale defectelor ecranelor LCD).

Exista mai multe materiale organice ce sunt folosite in constructia acestor display-uri. Clasificarea afisoarelor OLED se face functie de caracteristicile acestor materiale, in special functie de marimea moleculei materialului organic folosit.

Din punctul de vedere al producerii display-urilor cu celule PLED sau OLED trebuie remarcat faptul ca circuitele de comanda nu sunt mai complexe decat cele folosite la display-urile LCD. Polimerii folositi se pot depune pe plastic, nemaifiind nevoie de doua straturi de sticla (anterior si posterior ca la monitoarele LCD). Modul de depunere este foarte simplu si foarte asemanator cu modul in care imprimanta cu cerneala depune picaturile de cerneala pe hartie. Astfel se depun "picaturi" de material organic (polimer) de aproximativ 30 μm, dimensiune suficienta pentru obtinerea unor rezolutii foarte bune.