OLED (Organic light emitting diode) là điot phát sáng hữu cơ mà ánh sáng phát ra từ màng hữu cơ khi đặt một điện áp thích hợp vào nó. Lớp bán dẫn hữu cơ này được kẹp giữa hai điện cực, một trong hai điện cực là trong suốt để ánh sáng có thể truyền qua[40].
Hình 2.1. Cấu trúc một OLED đơn giản
Cấu trúc OLED cơ bản được mô tả trên Hình 2.1. OLED – hệ màng hữu cơ đa lớp dựa trên cơ sở phun điện tích dương và điện tích âm từ các điện cực vào các lớp hữu cơ, kết quả cuối cùng là chúng hình thành các exciton và có thể tái hợp phát sáng. Màu của sự phát sáng phụ thuộc vào quá trình chọn polymer hoặc các phân tử nhỏ (tạp của lớp phát sáng) thích hợp. Các electron được phun từ vật liệu có công thoát thấp, trong khi đó các lỗ trống được phun từ vật liệu có công thoát cao. Điện cực trong suốt ITO hay ZnO:Al … thường được sử dụng như anốt.
Màng truyền lỗ trống HTL hay màng phun lỗ trống HIL: CuPc, PEDOT-PSS, PVK, NBP, TPD…. và một số tạp loại p cho chúng như F4TCNQ… Màng phát quang hữu cơ: PPV, MeH-PPV, Alq3… và một số tạp tạo màu cho chúng như DCM, PtOEP, DCM2… Màng truyền electron ETL:
Alq3, LiF… và một số tạp loại n cho chúng như PBD… Catốt kim loại (Ag, Ag-Mg, Ca …) hay catốt dẫn điện trong suốt. Dựa vào nguyên tắc chung đó, có thể thiết kế OLED với nhiều cấu hình khác nhau, tạo nên tính đa dạng của OLED, ví dụ như:
• OLED truyền thống (conventional OLED) • OLED trong suốt (TOLED:transparent OLED) • OLED ngược (OILED:inverted OLED)
• OLED không sử dụng điện cực kim loại (MF-TOLED: metal-free TOLED)
• OLED dẻo (FOLED: flexible OLED)
• OLED xếp chồng (SOLED: Stacked OLED)…...
Tất cả các cấu hình OLED trên đều có thể phát triển thành màn hình hiển thị hữu cơ kích thước lớn góp phần làm đa dạng thị trường màn hình phẳng, đồng thời chúng có nhiều tính năng ưu việt hơn so với các màn hình phẳng đã có. Trong bảng 2.1, chúng tôi đưa ra một ví dụ so sánh OLED và LCD, là một loại màn hình phẳng phổ biến hiện nay:
Bảng 2-1: So sánh giữa màn hình OLED và LCD OLED LCD OLED tự phát sáng và không cần ánh sáng phản xạ OLED có góc nhìn rộng hơn (gần 170o).
Màn hình OLED tiêu hao ít năng lượng hơn.
OLED có phổ màu rộng (16,78 triệu màu).
OLED có màu trung thực.
LCD có góc nhìn khoảng 300. Tiêu hao năng lượng thấp (2-10V).
LCD có phổ màu khoảng 262 nghìn màu.
LCD có ánh xanh da trời mạnh trong vùng tối của hình ảnh và ánh sáng đỏ mạnh trong các điểm sáng.
OLED có độ tương phản cao (tỷ số tương phản khoảng 3000:1).
LCD có độ tương phản khoảng 200:1.
Năm 1999 chiếc màn hình hữu cơ đàu tiên đã được thương mại hóa bởi Pionneer và hiện nay màn hình OLED đã được sản xuất phổ biến bởi nhiều tập đoàn công nghệ lớn như Sony, Samsung, Nokia,…