Vật liệu và linh kiện bán dẫn OLED

Nội Dung: Giới thiệu Lịch sử Cấu tạo Chế tạo Oled Nguyên lý hoạt động Các loại oled Ưu nhược điểm Ứng dụng cơng nghệ 1.Giới thiệu • OLED (organic light-emitng diode) là một diode phát sáng (LED) đó phát xạ quang điện lớp màng mỏng hợp chất hữu • Cơng nghệ hiển thị OLED nhắc đến nhiều lên ứng cử viên sáng giá thay cho cơng nghệ LCD 2.Lịch sử • Các quan sát của điện phát trong vật liệu hữu đầu năm 1950 André Bernanose đồng nghiệp tại Đại học Nancy , Pháp • Năm 1960, Đức giáo hồng Martin và đồng nghiệp tại Đại Học New York , nghiêm cứu lượng cần thiết cho điện tử lỗ trống • Điện phát từ màng polymer lần quan sát Roger Partridge tại Phòng thí nghiệm vật lý quốc gia ở Vương quốc Anh Đến năm 1975 cấp sáng chế Đến 1983 xuất thành sách • Nghiên cứu polymer điện phát lên đến đỉnh điểm vào năm 1990 với JH Burroughes. Tại phòng thí nghiệm Cavendish ở Cambridge báo cáo hiệu suất phát sáng màu xanh polymer dựa thiết bị cao sử dụng 100 nm màng dày của poly (p- 3.Cấu tạo Tấm nền (substrate) Anode (trong suốt) Các lớp hữu Cathode (có thể suốt khơng tùy thuộc vào loại OLED) 3.Cấu tạo • • • • Tấm nền (substrate) - làm từ nhựa trong, thủy tinh, Tấm có tác dụng chống đỡ cho OLED Anode (trong suốt) - anode lấy electron (hay tạo lỗ trống mang điện dương) có dòng điện chạy qua thiết bị Các lớp hữu - lớp tạo thành từ phân tử hữu hay polymer – Lớp dẫn (conductive layer) - lớp làm từ phân tử hữu dẻo có nhiệm vụ truyền tải lỗ trống từ anode Một polymer dẫn sử dụng OLED polyaniline – Lớp phát sáng (emissive layer) - lớp làm từ phân tử hữu dẻo (nhưng khác loại với lớp dẫn) có nhiệm vụ truyền tải electron từ cathode Một loại polymer dùng lớp phát sáng polyfluorence Cathode (có thể suốt không tùy thuộc vào loại OLED) - cathode tạo electron có dòng điện chạy qua thiết bị 4.Chế tạo Công đoạn phức tạp việc chế tạo OLED đặt lớp hữu lên Cơng đoạn thực theo cách: Lắng đọng chân không hay bốc nhiệt chân không Lắng đọng pha hữu In phun mực Thiết lập cho máy in phun độ xác cao để tạo OLED polymer (ảnh Philips) 4.Chế tạo • • • Lắng đọng chân không hay bốc nhiệt chân không  - Trong buồng chân không, phân tử hữu đốt nóng nhẹ (làm bốc hơi) ngưng tụ thành phim mỏng lạnh Q trình tốn khơng hiệu Lắng đọng pha hữu cơ (organic vapor phase depositon - OPVD): buồng phản ứng áp suất thấp có tường nóng, chất khí vận chuyển truyền tải phân tử hữu bốc tới lạnh, chúng ngưng tụ thành phim mỏng Sử dụng chất khí vận chuyển tăng tính hiệu giảm giảm giá thành chế tạo OLED In phun mực (inkject printng) - với công nghệ phun mực, OLED phun rải lên giống mực phun rải lên giấy in Công nghệ phun mực giúp giảm đáng kể giá thành sản xuất OLED cho phép OLED in lên film lớn tức tạo hiển thị lớn hình TV 80 inch hay bảng thông báo điện tử 5.Nguyên lý hoạt động 1.Nguồn điện cung cấp dòng điện cho OLED 2.Một dòng electron chạy từ cathode qua lớp hữu tới anode: - Cathode truyền electron cho lớp phân tử hữu phát quang - Anode lấy electron từ lớp phân tử hữu dẫn (điều giống với việc truyền lỗ trống mang điện dương cho lớp dẫn) 3.Tại biên lớp phát quang lớp dẫn, electron gặp lỗ trống: - Khi electron gặp lỗ trống, tái hợp với lỗ trống (hay rơi vào mức lượng nguyên tử lỗ trống bị electron) - Khi tái hợp xảy ra, electron tái hợp tạo lượng dạng photon ánh sáng 4.OLED phát ánh sáng 5.Nguyên lý hoạt động • Màu ánh sáng phụ thuộc vào kiểu phân tử hữu lớp phát quang Các nhà sản xuất thường đặt vài loại film hữu OLED để tạo ánh sáng màu khác Cường độ hay độ sáng ánh sáng phụ thuộc vào lượng điện cung cấp Lượng điện lớn, ánh sáng sáng 6.Các loại Oled Hiện có số loại OLED sau: • OLED ma trận thụ động (passive-matrix OLED) • OLED ma trận chủ động (active-matrix OLED) • OLED suốt (transparent OLED) • OLED phát sáng đỉnh (top-emitting OLED) • OLED gấp (foldable OLED) • OLED trắng (white OLED) Mỗi loại có cơng dụng khác Trong mục tiếp theo, tìm hiểu loại OLED Chúng ta bắt đầu với OLED ma trận tĩnh ma trận động 6.Các loại Oled OLED ma trận thụ động (passive-matrix OLED) 6.Các loại Oled OLED ma trận chủ động (AMOLED) 6.Các loại Oled OLED suốt (transparent oled) 6.Các loại Oled OLED phát sáng đỉnh (top-emitting OLED) 6.Các loại Oled OLED gấp (foldable OLED) 6.Các loại Oled OLED trắng (white OLED) Ưu điểm • Các lớp hữu nhựa OLED mỏng hơn, nhẹ mềm dẻo hơn lớp tinh thể LED hay LCD • Bởi lớp phát quang OLED nhẹ nên OLED có thể mềm dẻo thay cứng rắn Tấm OLED làm nhựa thay thủy tinh dùng cho LED LCD • OLED sáng hơn LED Bởi lớp hữu OLED mỏng nhiều lớp tinh thể vô tương ứng LED nên lớp phát quang lớp dẫn OLED chế tạo thành nhiều lớp Thêm nữa, LED LCD cần dùng thủy tinh để hỗ trợ thủy tinh lại hấp thụ phần ánh sáng OLED lại không cần dùng thủy tinh 7 Ưu điểm OLED không cần chiếu sáng LCD LCD hoạt động cách chặn vùng ánh sáng đèn để tạo thành hình ảnh, OLED tự phát sáng Bởi OLED khơng cần chiếu sáng nên chúng tiêu thụ điện nhiều so với LCD (hầu hết điện cho LCD dùng cho chiếu sáng nền) Ưu điểm đặc biệt quan trọng thiết bị sử dụng pin điện thoại di động, PDA hay máy tính xách tay 7 Ưu điểm • OLED chế tạo dễ dàng làm thành các tấm có kích thước lớn Bởi OLED chủ yếu nhựa dẻo, chúng làm thành rộng mỏng Với LED hay LCD điều khó khăn • OLED có góc nhìn rộng hơn, vào khoảng 170° Do LCD hoạt động cách chặn ánh sáng nên chúng có tầm nhìn hạn chế góc nhìn định Các OLED tự phát ánh sáng nên chúng có góc nhìn rộng nhiều 7.Nhược Điểm OLED cơng nghệ hồn hảo cho kiểu hiển thị, nhiên chúng bộc lộ số vấn đề: • Thời gian sống - film OLED xanh đỏ có thời gian sống lâu (khoảng 10 000 đến 40 000 giờ), film xanh da trời có thời gian sống nhiều (chỉ khoảng 1000 giờ) • Chế tạo - Hiện cơng đoạn chế tạo đắt • Nước - nước dễ dàng làm hỏng OLED 8 Ứng dụng cơng nghệ Vật trang trí – Đèn chiếu sáng Ứng dụng công nghệ Smartphone Ứng dụng công nghệ TV Oled Ứng dụng công nghệ Các lĩnh vực khác Cảm ơn cô bạn ý lắng nghe ... động 6.Các loại Oled OLED ma trận thụ động (passive-matrix OLED) 6.Các loại Oled OLED ma trận chủ động (AMOLED) 6.Các loại Oled OLED suốt (transparent oled) 6.Các loại Oled OLED phát sáng đỉnh... (transparent OLED) • OLED phát sáng đỉnh (top-emitting OLED) • OLED gấp (foldable OLED) • OLED trắng (white OLED) Mỗi loại có cơng dụng khác Trong mục tiếp theo, tìm hiểu loại OLED Chúng ta bắt đầu với OLED. .. vào lượng điện cung cấp Lượng điện lớn, ánh sáng sáng 6.Các loại Oled Hiện có số loại OLED sau: • OLED ma trận thụ động (passive-matrix OLED) • OLED ma trận chủ động (active-matrix OLED) • OLED