OLED-дисплеї лякаюче тонкі. Йдеться про шари напівпровідників завтовшки 100–500 нанометрів. Для порівняння: людське волосся приблизно в 200 разів товщі за ці активні компоненти. Це не дрібна деталь. Це основна причина, через яку OLED-дисплеї можна гнути, складати та вбудовувати у вигнуті поверхні, що неможливо з традиційними РК-екранами.
Власне, OLED — це «сендвіч». В його основі лежать органічні молекули, які випромінюють світло під час проходження через них електричного струму. Більшість споживчих дисплеїв використовують двошарову органічну структуру, але деякі просунуті версії додають третій шар для більш ефективного транспортування електронів від катода до випромінюючої області. Ми дотримуватимемося саме цієї двошарової архітектури, оскільки саме вона зараз живить телефон у вашій кишені.
Анатомія OLED-дисплея
Створення екрану – це не просто укладання матеріалів. Це хірургічно точний контроль носіїв заряду (електронів та «дірок»). Кожен компонент виконує своє конкретне завдання, і якщо один із них дає збій, піксель гасне.
Субстрат
Це є основою. Ним може бути прозорий пластик, скло чи тонка металева фольга. Він не випромінює світло, а лише утримує всі компоненти разом. Скло жорстке та плоске. Пластик гнучкий. Матеріал, який ви вибираєте, визначає, чи буде ваш екран гнутися чи тріскатись.
Анод
Анод знаходиться з одного боку та є прозорим. Коли струм протікає, він відтягує електрони, ефективно створюючи дірки (позитивно заряджені носії). Ці дірки мають кудись рухатися.
Провідний шар
Це перший органічний прошарок. Він складається з молекул органічного пластику, причому поліанілін є найпоширенішим вибором. Його єдина мета – транспортувати ці дірки від анода до центру пристрою. Подайте його як коридор для позитивних зарядів.
Випромінюючий шар
Тут трапляється магія. Тут використовується інший набір молекул органічного пластику, зазвичай поліфлуорен. Він приймає електрони з одного боку і зустрічає дірки з провідного шару. Коли електрони та дірки рекомбінують, енергія вивільняється у вигляді світла. Цей шар і є піксель.
Катод
З іншого боку від випромінюючого шару катод інжектує електрони в стопку шарів. Залежно від типу екрана цей шар може бути прозорим (дозволяючи світлу виходити назовні) або відбиваючим (відбиваючим світло вперед). Прозорість має ключове значення більшість сучасних моніторів.
Виробництво: де наростають витрати
Спроектувати стос шарів легко. Доставити ці органічні молекули на субстрат без забруднення, дефектів чи відходів – це кошмар. Більшість виробничих витрат посідає саме цей етап.
Існує три основні способи нанесення цих органічних шарів. Кожен підхід має свої компроміси між вартістю, ефективністю та масштабованістю.
1. Вакуумне термічне випаровування (VTE)
Це традиційний метод. Всередині вакуумної камери органічні молекули нагріваються до випаровування. Потім вони летять через вакуум і конденсуються утворюючи тонку плівку на охолодженому субстраті.
* Проблема: Це дорого. Це неефективно. Ви витрачаєте багато матеріалу, який ніколи не досягає цільової поверхні. Це також обмежує розмір панелей, які можна виготовляти економічно вигідно. Невеликі екрани? Нормально. Великий 80-дюймовий телевізор? Це непрактично.
2. Органічне осадження з парової фази (OVPD)
Крок уперед у плані ефективності. Тут газ-носій переміщує випаровані органічні молекули через реактор з гарячими стінками за низького тиску. Газ транспортує молекули до охолодженого субстрату, де вони конденсуються.
* Переваги: Використання газу підвищує ефективність та знижує витрати.
