دیود گسیل نور ارگانیک

یک دیود نور آلی (OLED) یک لایت (LED) است که در آن لایه الکترولومینسانس انتشاری، یک فیلم از ترکیب آلی است که نور را در واکنش به جریان الکتریکی منتشر می‌کند. این لایه نیمه هادی آلی بین دو الکترود قرار دارد. به‌طور معمول، حداقل یکی از این الکترودها شفاف است. OLEDها برای ایجاد صفحه نمایش دیجیتال در دستگاه‌هایی نظیر صفحه نمایش تلویزیون، مانیتور کامپیوتر، سیستم‌های قابل حمل مانند تلفن‌های همراه، کنسول‌های بازی دستی و PDAها استفاده می‌شود. محدوده اصلی تحقیق، توسعه دستگاه OLED سفید برای استفاده در برنامه‌های روشنایی حالت جامد است.
دو خانواده اصلی OLED وجود دارد: آنهایی که بر اساس مولکول‌های کوچک و کسانی هستند که از پلیمر استفاده می‌کنند. اضافه کردن یون‌های تلفن همراه به OLED یک سلول الکتروشیمیایی نوری (LEC) ایجاد می‌کند که دارای حالت کمی متفاوت از عمل است. یک صفحه نمایش OLED را می‌توان با یک طرح کنترل PMOLED یا ماتریس فعال (AMOLED) رانده‌است. در طرح PMOLED، هر ردیف (و خط) در صفحه نمایش به ترتیب به صورت یکپارچه کنترل می‌شوند، یک به یک، در حالی که کنترل AMOLED از یک صفحه پشتی ترانزیستور نازک برای دسترسی مستقیم و تغییر هر پیکسل جداگانه یا روشن استفاده می‌کند، رزولوشن و اندازه صفحه نمایش بزرگتر.
صفحه نمایش OLED بدون نور پس زمینه کار می‌کند زیرا نور قابل ملاحظه‌ای را منتشر می‌کند؛ بنابراین، این می‌تواند سطوح عمیق سیاه را نشان دهد و می‌تواند نازک‌تر و سبک‌تر از صفحه نمایش کریستال مایع (ال سی دی) باشد. در شرایط نور محیطی کم (مانند اتاق تاریک)، صفحه نمایش OLED می‌تواند نسبت کنتراست نسبت به LCD را افزایش دهد، صرف نظر از این که آیا LCD با استفاده از لامپ‌های فلورسنت کاتد سرد یا نور پس زمینه LED استفاده می‌کند.
ساختار OLED
لایه‌های تشکیل دهنده OLED:
لایه محافظ
کاتد: ترمینال منفی گسیل الکترون
لایه ارگانیک: دو لایه رسانا و گسیل‌کننده نور
آند: ترمینال مثبت گسیل الکترون
طرز کار OLED:
OLED نیز مانند LED نور را تحت روندی به نام الکتروفسفرواسنس گسیل می‌کند.
در این روند:
ابتدا منبع برق اختلاف پتانسیلی در مدار OLED ایجاد می‌کند.
جریان از کاتد به آند در لایه‌های ارگانیک شارش می‌کند.
کاتد الکترون‌ها را به لایه گسیل‌کننده می‌دهد.
آند الکترون‌هایی که به لایه رسانا می‌رسد را خارج می‌کند.
در مرز بین لایه رسانا و گسیل‌کننده، الکترون‌ها در فضاهای فاقد الکترون قرار می‌گیرد.
رنگ نور نیز با توجه به جنس لایه‌های ارگانیک تعیین می‌شود.
تولید OLED:
این فرایند توسط عمل تبخیر و در اتاق‌های خلا انجام می‌گیرد. این فرایند مهارت‌ها و هزینه‌های زیادی دارد چرا که حتی کوچکترین آلودگی‌های محیطی نیز می‌تواند به ساختار ماده ارگانیک استفاده شده در آن آسیب وارد کند. بنابراین ساختار لایه‌ای باید بصورت بهینه در مقابل اثرات خارجی نظیر اکسیژن و بخار موجود در هوا و ذرات ریز معلق در آن بوسیله کپسوله کردن آن توسط پوششی از شیشه محافظت گردد.
برتری OLED
ساطع کردن نور در OLED و عدم احتیاج به BACKLIGHTING (منبع نوری پشت صفحه LCD) مهمترین برتری آن نسبت به نمایشگر کریستال مایع (LCD) است، که باعث کاهش مصرف انرژی و همچنین ضخامت و وزن کمتر OLED شده‌است.
لایه LCD شدت نور پس زمینه را گرفته و با نشت نور به سلول‌های مجاور باعث کاهش کنتراست می‌شود. اما OLED با تولید مستقل نور توسط هر سلول، علاوه برنداشتن مشکل زاویه دید مانند LCD، تصاویری شفاف با کنتراست عالی نمایش می‌دهد.
سرعت پاسخگویی OLED بسیار بالاست و برخلاف LCD مشکل واماندگی و محو شدن تصویر در نمایش صحنه‌های سریع را ندارد.
وضعیت کنونی و چشم‌انداز OLEDها در آینده
بطور کلی OLEDها در جهت توسعه بسیار مثبتی قرار گرفته‌اند و در حال حاضر تایل‌های شیشه‌ای OLEDها تا اندازه‌های 15x15 cm و با پاشش نوری یک جهته در دسترس‌اند. سطح بهره‌وری نوری OLEDها هم‌اکنون بین ۳۰ تا 60 lm/w است و مطمئنا این سطح بهره‌وری بزودی افزایش قابل توجهی خواهد داشت همچنین کاهش بیشتر هزینه‌های ساخت و تغییر بیشتر در خواص شفافیت و انعطاف‌پذیری آن‌ها نیز ممکن خواهد بود. در حال حاضر تولیدکنندگان بزرگ دنیا میلیون‌ها دلار بر روی توسعه و پیشرفت طرح‌های جدید در این زمینه هزینه کرده‌اند
آمولد
دیود گسیل نور ارگانیک با ماتریس فعال (Active-matrix organic light-emitting diode)، که لایه‌های کاتد و آلی یکپارچه تولید شده، اما آند بر روی لایه نازکی از ترانزیستور (TFT) با آرایه‌ای ماتریسی قرار گرفته که شامل مدارات پیکسل‌های صفحه نمایش است.
AMOLED برای استفاده در صفحات بزرگتر مناسب هستند، زیرا دارای سرعت جاروب (Refresh) بالاتری بوده و برای نمایش ویدئو بسیار مناسبند.
PMOLED
(Passive-matrix organic light-emitting diode) دیود گسیل نور ارگانیک ماتریس منفعل، در این نوع صفحه‌ها نمایش لایه‌های آند و کاتد و لایه‌های آلی بصورت نوارهایی تولید شده که بصورت متقاطع (علامت "+") بر روی هم قرار گرفته‌اند که نقاط تلاقی آن‌ها همان پیکسلهای صفحه نمایش محسوب می‌شوند که مدارات الکترونیکی خارجی به نوارهای آند و کاتد متصل شده‌اند.
ساخت این نوع صفحات نمایش آسان است اما مصرف برق بیشتری نسبت به انواع دیگر آن دارند. اما برای نمایش متن و آیکون‌های کوچک و استفاده در وسایل کوچک مناسب بوده و کیفیت قابل قبول‌تری ارائه می‌دهند.
تلویزیون‌های سال ۲۰۱۳
در ژانویه ۲۰۱۳، ال‌جی الکترونیکس نخستین تلویزیون تجاری بر پایه دیود گسیل نور ارگانیک (OLED) را روانه بازار کرد. صفحه تلویزیونی این نسل از نمایشگرها به نسبت تلویزیون‌های ال‌سی‌دی متداول و نمایشگرهای پلاسما بسیار نازک‌تر، کارآمدتر، تواناتر و واضح‌تر هستند.